Mécanisme de commande pour le réglage des pales orientables d'une roue, notamment d'une roue de machine hydraulique. La présente invention a pour objet un mécanisme de commande pour le réglage des pales orientables d'une roue, notamment d'une roue de machine hydraulique, compre nant au moins une tige de commande dépla- @able axialement dans l'arbre de la roue.
Dans les mécanismes de commande de construction connue de ce genre, les mouve ments axiaux de la tige sont en général com mandés par un servomoteur, par exemple un piston dont les déplacements sont commandés par pression d'huile, et lesdits mouvements axiaux de la tige sont transformés en dépla cements angulaires des pales de la roue par l'intermédiaire de leviers et biellettes.
Or, de tels mécanismes ne permettent que de faibles déplacements angulaires des pales. Le mécanisme selon l'invention vise à re médier à cet inconvénient. Il se distingue des mécanismes de constniction connue par le fait qu'il comprend, en outre, au moins un dispositif de transmission souple interposé entre la tige de commande et les pales et per mettant de transformer les déplacements axiaux de la tige en déplacements angulaires des pales.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple et schématiquement, deux formes d'exécution du mécanisme objet. de l'inven tion.
La fig. 1 est une coupe axiale à travers une roue de machine hydraulique, permettant de voir le mécanisme de commande des pales. Les fig. 2 et 3 sont des coupes selon II-II, respectivement III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est un schéma d'une variante du mécanisme de commande, et la fig. 5 est une coupe suivant V-V de la fig. 4.
En référence aux fig. 1 à 3, le mécanisme de commande représenté a été supposé monté clans l'arbre l dune rouet, de machine hydrau- lique, pouvant être soit une pompe, soit une turbine. Les pales 3 de la roue 2 sont orien tables. A cet effet, les pieds de pales 4 sont susceptibles de tourner dans des paliers 5 et 6, prévus dans l'arbre 1. Ledit arbre 1 tourne lui-même dans deux paliers 7 et 8, un palier de butée 9 fixant sa position axiale.
Une tige de commande 10 est susceptible de coulisser axialement dans l'arbre 1 sous l'action d'un servo-moteur 11. Celui-ci com prend un cylindre 12 dans lequel est disposé un piston à double effet 13. Les mouvements axiaux du piston 13 dans le cylindre 12 sont commandés par un fluide sous pression, dans le cas particulier par de l'huile.
L'huile agissant. sur la face 14 du piston 13 parvient-dans la partie 15 du cylindre 12 par une conduite 16 et un passage 17 prévu à travers le piston. Par contre, l'huile agis sant sur la face 18 du piston 13 parvient con tre celle-ci à travers une, canalisation annu laire 19. La mise sous pression de l'huile dans lune ou l'autre des conduites 16 et 19 se fait par les moyens habituels, soit. pompe, distri- huteur, régulateur, etc.
Comme on le voit sur la fig. 1, un dispo sitif de transmission souple est interposé entre la tige de commande 10 et les pales 3.
Ce dispositif de transmission souple com prend, monté sur chaque pied de pale 4, un tambour 20 et au moins im organe de liaison souple dont une partie s'enroule sur le tam bour 20, alors que ses deux extrémités sont accrochées l'une à un croisillon 22 et l'autre à un croisillon 23, ces deux croisillons -étant solidaires de la tige de commande 10 et situés de part et. d'autre du plan médian de la roue 2.
Ainsi, comme on peut s'en rendre compte, tout déplacement -axial de la tige de com mande 10 provoquera une rotation d'un cer tain angle de chaque pale 3. Il est à noter que, contrairement aux mécanismes de commande de construction habituelle, dans lesquels l'an gle de rotation possible des pales est faible, le mécanisme décrit ci-dessus permet une ro tation des pales pouvant aller jusqu'à 360 , si cela est nécessaire. Dans la forme d'exécution représentée à la. fig. 1, chaque tambour 20 est prévu pour recevoir trois organes de liaison souples, en l'occurrence, trois câbles 24.
Chaque câble 24 comprend deux tronçons 24a et 24b. Chacun de ces tronçons 24a et 24b est. ancré par l'une de ses extrémités et grâce à un épanouisse ment conique 25 sur le tambour correspon dant 20 (fig. 2 et 3). L'autre extrémité des- dits tronçons est ancrée dans les croisillons 22 respectivement 23, grâce à des épanouisse ments' coniques semblables aux épanouisse ments 25.
Toutefois, des dispositifs à vis et éléments-ressorts sont prévus dans les croisil lons 22 et 23 pour permettre le montage des câbles sur ceux-ci et le réglage de leur ten sion. En variante, chaque câble 24 pourrait être formé d'un seul tronçon s'enroulant deux fois ou phis sur chaque tambour. Poux éviter tout glissement du câble sur le tambour 20,. celui- ci pourrait alors être bloqué sur le tambour en un point déterminé de sa longueur par une vis par exemple.
Dans la seconde forme d'exécution repré sentée aux fig. 4 et 5, le mécanisme de com mande comprend dans l'arbre 1, en regard de chaque tambour 20, un second tambour 2t) tournant sur un axe parallèle à l'axe de pi votement du tambour correspondant 20. Dans ce mécanisme, un ou plusieurs câbles 27 ou autres organes de liaison soLiples s'enroulent, d'une part, sur le tambour 20 et, d'autre part, sur le tambour 26. Une partie de chaque câ ble 27 est fixée à un croisillon 28 du même genre que les croisillons 22 et 23, mentionnés plus haut., et solidaire lui aussi de la tige de commande 10.
Ce croisillon 28 est susceptible d'être déplacé par la tige de commande 10 entre les deux tambours 20 et. 26.
Dans la forme d'exécution représentée, chaque câble 27 comprend deux tronçons 27a et 27b, accrochés, d'une part, au tambour 20 et., d'autre part, au croisillon 28, grâce à des épanouissements coniques 25. Toutefois, en variante, chaque câble 27 pourrait. aussi être en un seul tronçon pouvant, par exemple, s'en rouler deux fois ou phis autour du tam bour 20.
Il est à noter que la seconde forme d'exé cution représentée sur les fig. 4 et 5 permet de supprimer le prolongement de l'arbre 1 né cessaire dans la première forme d'exécution pour permettre les déplacements du croisil lon 22.
En variante des deux formes d'exécution décrites ci-dessus, dans lesquelles chaque pale porte Lui tambour 20, l'on pourrait ne munir qu'un seul pied de pale d'un tambour 20, mais par contre disposer sur chacun de ceux- ci -Lui pignon, tous ces pignons engrenant avec une couronne dentée susceptible de tourner dans l'arbre 1. Ainsi, grâce à ces pignons et à cette couronne, toutes les pales seraient soli daires angulairement et il suffirait de com mander l'une des pales pour entraîner du même coup toutes les autres.
En variante encore de la première forme d'exécution, le mécanisme de commande pour rait comprendre deux tiges de commande 10, l'une se déplaçant dans un sens lorsque l'au tre se déplace dans l'autre sens.
Dans ce cas, les croisillons 22 et 23 pour raient être prévus tous deux d'un même côté de la roue 2, ce qui permettrait aussi de sup primer le prolongement de l'arbre 1 visible en fig. 1.
D'autre part, dans les cas où une rotation des pales allant jusqu'à 360 n'est pas néces saire, les tambours 20 pourraient. être rem placés par des secteurs sur lesquels s'enrou lerait et serait amarrée une partie des câbles.
Il est bien entendu, en outre, qu'en lieu et place de câbles, l'on pourrait utiliser des organes de liaison souples quelconques, tels que chaînes, lames d'acier, courroies ou au tres filins en matière synthétique ou non.
Des mécanismes de commande du type dé crit ci-dessus, peuvent être utilisés notamment dans les installations hydrauliques, utilisant l'énergie des marées.
En effet, il est avantageux que dans de telles installations, les roues des turbines puis sent être entraînées par le flux d'eau aussi bien lorsque celui-ci traverse la turbine dans le sens mer-bassin que clans le sens bassin- mer. Pour qu'une même roue puisse remplir cette condition, il est indispensable que l'an gle de rotation de ses pales soit grand, ce qui peut précisément être obtenu à l'aide des mé canismes de commande décrits ci-dessus.
Il va de soi toutefois, que les mécanismes de commande. décrits ne s'appliquent pas exclusivement à des installations hydrauliques comprenant des turbines ou des pompes, maïs pourraient aussi être utilisés dans d'autres installations telles que les souffleries aérody namiques par exemple.
Control mechanism for adjusting the adjustable blades of a wheel, in particular of a hydraulic machine wheel. The present invention relates to a control mechanism for adjusting the orientable blades of a wheel, in particular of a hydraulic machine wheel, comprising at least one control rod which can be moved axially in the shaft of the wheel. .
In control mechanisms of known construction of this type, the axial movements of the rod are generally controlled by a servomotor, for example a piston whose movements are controlled by oil pressure, and said axial movements of the rod are transformed into angular displacements of the blades of the wheel by means of levers and rods.
However, such mechanisms only allow small angular displacements of the blades. The mechanism according to the invention aims to remedy this drawback. It differs from known constriction mechanisms by the fact that it further comprises at least one flexible transmission device interposed between the control rod and the blades and making it possible to transform the axial displacements of the rod into angular displacements of the blades. blades.
The appended drawing represents, by way of example and schematically, two embodiments of the object mechanism. of the invention.
Fig. 1 is an axial section through a hydraulic machine wheel, showing the control mechanism of the blades. Figs. 2 and 3 are sections along II-II, III-III respectively of FIG. 1.
Fig. 4 is a diagram of a variant of the control mechanism, and FIG. 5 is a section along V-V of FIG. 4.
With reference to fig. 1 to 3, the control mechanism shown has been assumed to be mounted in the shaft 1 of an impeller, of a hydraulic machine, which may be either a pump or a turbine. The blades 3 of the wheel 2 are orientated. To this end, the blade roots 4 are capable of rotating in bearings 5 and 6, provided in the shaft 1. Said shaft 1 itself turns in two bearings 7 and 8, a thrust bearing 9 fixing its axial position .
A control rod 10 is capable of sliding axially in the shaft 1 under the action of a servomotor 11. The latter comprises a cylinder 12 in which is disposed a double-acting piston 13. The axial movements of the piston 13 in cylinder 12 are controlled by a pressurized fluid, in the particular case by oil.
Oil working. on the face 14 of the piston 13 reaches the part 15 of the cylinder 12 through a pipe 16 and a passage 17 provided through the piston. On the other hand, the oil acting on the face 18 of the piston 13 arrives against it through an annular pipe 19. The pressurization of the oil in one or the other of the pipes 16 and 19 takes place. done by the usual means, ie. pump, distributor, regulator, etc.
As seen in fig. 1, a flexible transmission device is interposed between the control rod 10 and the blades 3.
This flexible transmission device comprises, mounted on each blade root 4, a drum 20 and at least a flexible connecting member, a part of which winds on the drum 20, while its two ends are hooked to one another. a cross 22 and the other to a cross 23, these two crosses being integral with the control rod 10 and located on either side. other of the median plane of the wheel 2.
Thus, as can be appreciated, any -axial movement of the control rod 10 will cause a rotation of a certain angle of each blade 3. It should be noted that, unlike the control mechanisms of usual construction , in which the possible rotation angle of the blades is small, the mechanism described above allows a rotation of the blades of up to 360, if necessary. In the embodiment shown in. fig. 1, each drum 20 is designed to receive three flexible connecting members, in this case, three cables 24.
Each cable 24 comprises two sections 24a and 24b. Each of these sections 24a and 24b is. anchored by one of its ends and thanks to a conical expansion 25 on the correspon ding drum 20 (Figs. 2 and 3). The other end of said sections is anchored in the cross-pieces 22 respectively 23, by means of conical openings similar to the openings 25.
However, screw devices and spring elements are provided in the crosses 22 and 23 to allow the cables to be mounted thereon and their tension to be adjusted. As a variant, each cable 24 could be formed from a single section winding twice or phis on each drum. Lice prevent any slipping of the cable on the drum 20 ,. the latter could then be blocked on the drum at a determined point along its length by a screw for example.
In the second embodiment shown in Figs. 4 and 5, the control mechanism comprises in the shaft 1, facing each drum 20, a second drum 2t) rotating on an axis parallel to the axis of the motion of the corresponding drum 20. In this mechanism, a or several cables 27 or other multiple connecting members are wound, on the one hand, on the drum 20 and, on the other hand, on the drum 26. A part of each cable 27 is fixed to a spider 28 of the same. such as the braces 22 and 23, mentioned above., and also integral with the control rod 10.
This spider 28 is capable of being moved by the control rod 10 between the two drums 20 and. 26.
In the embodiment shown, each cable 27 comprises two sections 27a and 27b, hooked, on the one hand, to the drum 20 and., On the other hand, to the spider 28, by means of conical openings 25. However, in variant, each cable 27 could. also be in a single section that can, for example, be rolled twice or phis around the drum 20.
It should be noted that the second embodiment shown in FIGS. 4 and 5 eliminates the extension of the shaft 1 necessary in the first embodiment to allow the movements of the cross lon 22.
As a variant of the two embodiments described above, in which each blade carries the drum 20, it would be possible to provide only one blade root with a drum 20, but on the other hand to have on each of these. This pinion, all these pinions meshing with a toothed ring gear capable of rotating in shaft 1. Thus, thanks to these pinions and to this ring gear, all the blades would be angularly solid and it would suffice to command one of the blades to drive all the others at the same time.
As a further variant of the first embodiment, the control mechanism could include two control rods 10, one moving in one direction when the other moves in the other direction.
In this case, the crosses 22 and 23 could both be provided on the same side of the wheel 2, which would also make it possible to remove the extension of the shaft 1 visible in FIG. 1.
On the other hand, in cases where a rotation of the blades of up to 360 is not necessary, the drums 20 could. be replaced by sectors on which some of the cables would wind up and be anchored.
It is of course also understood that instead of cables, one could use any flexible connecting members, such as chains, steel blades, belts or very synthetic or non-synthetic ropes.
Control mechanisms of the type described above can be used in particular in hydraulic installations, using the energy of the tides.
In fact, it is advantageous that in such installations, the impellers of the turbines can then feel being driven by the flow of water both when the latter passes through the turbine in the sea-basin direction and in the basin-sea direction. that the same wheel can meet this condition, it is essential that the angle of rotation of its blades is large, which can precisely be obtained using the control mechanisms described above.
It goes without saying, however, that the control mechanisms. described do not apply exclusively to hydraulic installations comprising turbines or pumps, corn could also be used in other installations such as aerodynamic wind tunnels for example.