CH314421A - Coupling device, in particular for hydro-electric unit - Google Patents

Coupling device, in particular for hydro-electric unit

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CH314421A
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shaft
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turbine
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Inventor
Casacci Severin-Xavier
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Neyrpic Ets
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    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/02Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
    • F16D1/033Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like by clamping together two faces perpendicular to the axis of rotation, e.g. with bolted flanges
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Description

  

  Dispositif d'accouplement, notamment pour groupe hydro-électrique    Dans les groupes hydro-électriques, l'arbre  de la turbine, d'une part, et celui de l'alterna  teur, d'autre part, sont habituellement reliés  par un arbre intermédiaire, dans le but de per  mettre le démontage et le montage des<B>élé-</B>  ments du groupe<B>;</B> plus spécialement, lorsqu'il  s'agit d'un groupe hydro-électrique<B>à</B> axe ver  tical, l'organe de butée est généralement placé  entre l'alternateur et la turbine et il est inté  ressant de pouvoir démonter cet organe, l'alter  nateur et la turbine restant en place.  



  <I>Or,</I> le démontage de l'arbre intermédiaire  seul est empêché dans les turbines du type       Kaplan   <B>à</B> pales mobiles, en raison de ce que  la commande des pales nécessite des tiges pas  sant<B>à</B> l'intérieur de la ligne     d%rbre,    tiges qui  sont fixées au piston d'un     servo-moteur,    dont  le cylindre est généralement formé par un     ren-          flernent    venu de forge avec l'arbre de l'alter  nateur par exemple.  



  La présente invention a pour objet un dis  positif d'accouplement, notamment pour'  groupe hydro-électrique, caractérisé en ce qu'il  comprend un manchon assujetti entre des<B>élé-</B>  ments adjacents de la ligne d'arbre au moyen  de brides extrêmes, dont l'une a un diamètre  extérieur au plus égal au diamètre intérieur de  l'autre, la paroi du manchon entre ces brides  étant entièrement située d'un même côté de la  paroi d'un cylindre virtuel de diamètre égal  audit diamètre extérieur, et qui sont boulon-    nées<B>à</B> des brides appartenant auxdits éléments  adjacents sur des faces de ces dernières brides  dirigées vers la même extrémité de la ligne  d'arbre, de telle façon qu'après déboulonnage  le manchon puisse être éloigné     axialernent    de  sa position pour dégager l'intervalle de ces  dernières brides.

    



  Cette construction a pour but de permet  tre d'effectuer un démontage local de la ligne  d'arbre<B>à</B> hauteur dudit manchon, les autres  parties de la ligne d'arbre restant en place.  



  Ledit manchon peut former le corps du  cylindre du     servo-moteur.   <B>Il</B> peut également  être fixé<B>à</B> un anneau de butée mobile bou  lonné<B>à</B> l'arbre de la turbine. Dans ces cas,  le démontage du manchon permet respective  ment de visiter le piston du     servo-moteur    ou  de démonter la butée du groupe, le volant de  l'alternateur et la roue de turbine restant en  place.  



  Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre  d'exemple, diverses formes d'exécution du dis  positif objet de la présente invention-<B>:</B>  la     fig.   <B>1</B> est une coupe longitudinale d'une  première forme d'exécution;  la     fig.    2 est une vue semblable d'une va  riante pour le cas d'un groupe hydro-électri  que<B>à</B> axe vertical, dans laquelle la butée du       J'r          (r        oupe    est située immédiatement au-dessous  dudit manchon      la     fk.   <B>3</B> est une vue semblable d'une autre  variante, pour un cas analogue,

   dans laquelle  le manchon formant le corps de cylindre du       servo-moteur    est solidaire de l'anneau<B>de</B> butée  mobile<B>;</B>  la     fig.    4 représente en coupe axiale un  groupe hydro-électrique<B>à</B> axe vertical muni  d'une deuxième forme d'exécution du dispo  sitif.  



  Dans la forme d'exécution, que représente  la     fig.   <B>1</B> et qui se rapporte<B>à</B> la ligne d'arbre  d'un groupe hydro-électrique, on a désigné  par<B>1</B> l'arbre d'une turbine<B>à</B> pales orientables  et par 2 l'arbre de l'alternateur que cette tur  bine     entrâme.    Ces deux arbres sont reliés par  un manchon<B>3</B> terminé<B>à</B> sa partie inférieure  par une bride externe 4 et<B>à</B> sa partie supérieure  par une bride interne<B>5</B> dont l'ouverture est  plus grande que le diamètre de l'arbre 2 de  l'alternateur.

   La bride 4 est tenue par les gou  jons<B>6</B> sur la face frontale d'un plateau d'ac  couplement<B>7</B> terminant l'arbre<B>1</B> et est cen  trée en<B>8.</B> La bride de position intérieure<B>5</B> est  de même fixée par des goujons<B>9 à</B> un plateau  d'accouplement<B>10</B> terminant l'arbre 2, sur la  face dorsale de ce plateau dirigée vers la même  extrémité de la ligne d'arbre que la face fron  tale du plateau<B>7,</B> et elle est centrée par le  fait que son diamètre extérieur est égal au  diamètre de l'alésage<B>11</B> du manchon<B>3.</B>  



  Le manchon d'accouplement<B>3</B> constitue  le cylindre d'un     servo-moteur   <B>de</B> commande  des pales orientables de la turbine. Dans son  alésage<B>11</B> est logé le piston mobile 12, tenu  par les goujons<B>13</B> sur le plateau d'accouple  ment 14 de l'arbre<B>15</B> qui commande les pales.

    Cet arbre<B>15</B> passe avec jeu dans un forage de  l'arbre<B>1</B> en traversant une garniture d'étan  chéité<B>16.</B> La tige d'asservissement<B>17</B> est un  tube bridé sur une cloche<B>18</B> tenue par les  goujons<B>19</B> sur la face supérieure du piston 12  et isolant une chambre 20 en communication,  d'une part avec l'espace 21 du cylindre sur  la face opposée du piston par des canaux tels  que 22 traversant le piston, d'autre part avec  la pompe<B>à</B> huile par le forage<B>23</B> de la tige  <B>17.</B> Cette tige passe dans un forage axial 24  de l'arbre de l'alternateur avec un jeu qui mé-    nage le conduit annulaire de communication  avec la pompe pour l'amenée d'huile dans l'es  pace<B>25</B> du cylindre<B>;</B> la distribution de l'huile  se fait par un moyen classique.  



  Le dispositif qui vient d'être décrit permet  un démontage facile de la liaison entre l'arbre  <B>1</B> de turbine et l'arbre 2 d'alternateur<B>;</B> il suffit  de retirer les écrous des goujons<B>6</B> et<B>9</B> fixant  les deux brides du manchon pour libérer     celui-          ci    des deux arbres<B>;</B> le manchon peut alors être  déplacé     axialement    par glissement autour de  l'arbre 2 de l'alternateur, car le diamètre exté  rieur du plateau<B>10,</B> qui correspond<B>à</B> celui de  la bride<B>5,</B> est inférieur au diamètre intérieur  de la bride 4 et la paroi du manchon est située  entièrement<B>à</B> l'extérieur d'un cylindre virtuel  ayant pour diamètre le diamètre extérieur de  la bride<B>5,</B> qui correspond ici avec la face in  terne du manchon<B>;

  </B> le déplacement axial du  manchon d'accouplement découvre l'intervalle  entre les deux plateaux d'accouplement<B>7</B> et  <B>10.</B> On peut ensuite atteindre les écrous des  goujons<B>19</B> de la cloche<B>18,</B> ce qui permet de  détacher celle-ci du piston et de faire coulis  ser la tige d'asservissement<B>17</B> jusqu'au con  tact du plateau d'accouplement<B>10.</B> Le piston  12 peut alors être démonté de l'arbre de com  mande<B>15</B> par enlèvement des écrous des gou  jons<B>13</B> assemblant ce piston au plateau ter  minal 14 de cet arbre.  



  Dans la variante que représente la     fig.    2,  la ligne des arbres<B>1,</B> 2, avec l'élément inter  médiaire que constitue le manchon<B>3,</B> com  porte une butée, comme c'est le cas pour tout  groupe     turbo-alternateur   <B>à</B> axe vertical.

   Un  épaulement<B>26</B> sous le plateau d'accouplement  <B>7</B> de l'arbre de turbine<B>1</B> prend appui sur un  manchon en deux pièces telles que<B>27</B> de cou  pure diamétrale, qui sont boulonnées entre  elles perpendiculairement<B>à</B> l'axe par les bou  lons<B>28</B> et qui reposent sur l'anneau de butée  mobile<B>29,</B> dont la couronne<B>30</B> repose par  des billes<B>31</B> encagées entre les déflecteurs an  nulaires d'huile<B>32</B> sur la couronne de butée  fixe<B>33.</B> L'anneau<B>29</B> et les couronnes<B>30</B> et  <B>33</B> ont un diamètre d'alésage supérieur au plus  grand diamètre du manchon, c'est-à-dire au  diamètre de la bride extérieure 4, qui n'est ici      qu'un renflement extérieur de la paroi du man  chon pour des vis 34 de fixation au plateau  d'accouplement<B>7.</B>  



  L'enlèvement du manchon de butée en  deux pièces<B>27</B> permet de retirer les vis de  fixation 34 et de procéder au démontage du  manchon d'accouplement et du piston du       servo-moteur    comme dans le cas précédent. Ce  démontage étant effectué, l'espace entre les  extrémités des deux arbres est suffisant pour  permettre de retirer latéralement l'anneau<B>29</B>  et les couronnes<B>30</B> et<B>33</B> de la butée après  qu'ils ont été déplacés     axialement    pour fran  chir le plateau d'accouplement<B>7</B> de l'arbre  de turbine.  



  On peut donc dans ce montage accéder  non seulement au piston du     servo-moteur    et  le démonter, mais également retirer les<B>élé-</B>  ments de l'organe de butée, les arbres<B>1</B> et 2  restant en place.  



  Dans la variante que représente la     fig.   <B>3,</B>  une pièce intermédiaire supplémentaire formée  par un plateau<B>35</B> portant par une nervure     co-          ronale   <B>36</B> l'anneau de butée<B>37</B> est intercalée  entre le manchon<B>3</B> et le plateau     d'accouple-          nient   <B>7</B> de l'arbre<B>1</B> de la turbine. La bride  extérieure 4 du manchon est centrée sur le  plateau<B>35</B> et boulonnée     pax    les boulons<B>38</B>  sur son pourtour, tandis que ce plateau est  lui-même centré sur le plateau<B>7</B> et tenu sur  celui-ci par les goujons intérieurs<B>39.</B>  



  L'ensemble des plateaux<B>35</B> et<B>7</B> forme le  fond du cylindre de     servo-moteur    constitué par  le manchon<B>3</B> et isolé par la garniture d'étan  chéité<B>16</B> autour de l'arbre<B>15</B> de commande  des pales de la turbine. Le piston 12 a une  forme convenable pour dégager la saillie des  goujons<B>39,</B> lorsqu'il est<B>à</B> bout de course in  férieur.  



  L'anneau de butée<B>37</B> porte le grain mobile  40 prenant appui sur le grain fixe 41 de la  butée entre la cuve<B>à</B> huile 42a extérieure et  un déflecteur intérieur 42b.  



  Pour effectuer le démontage on déboulonne  les deux brides<B>5</B> et 4 du manchon<B>3,</B> ce qui  permet de glisser     axialernent    comme précédem  ment le manchon sur l'arbre 2 de l'alternateur,  dégageant ainsi l'espace entre les plateaux<B>10</B>    et<B>35</B> et donnant accès au piston. Le démon  tage de celui-ci se fait comme précédem  ment.  



  L'intervalle entre les plateaux<B>10</B> et<B>35</B>  une fois le piston enlevé est suffisant pour le  passage du plateau<B>35</B> portant l'anneau de  butée qui, une fois enlevés les écrous des gou  jons<B>38,</B> peut être amené<B>à</B> hauteur de cet in  tervalle par déplacement axial et être ensuite  extrait latéralement.  



  Dans la forme d'exécution représentée<B>à</B>  la     fig.    4, le manchon d'accouplement<B>3</B> relie  directement l'arbre<B>1</B> de la turbine au moyeu  43 du volant 44 de l'alternateur. Ce dernier a  la forme connue dite<B> </B> en parapluie<B> ,</B> mais  ici les bras obliques 45 reliant le volant au  moyeu sont inclinés de haut en bas vers le  moyeu.  



  On obtient de ce fait une réduction sensi  ble<B>de</B> la longueur d'arbre du groupe pour une  hauteur donnée du volant de l'alternateur     au-          dessus    de la turbine. D'une part, ladite réduc  tion de longueur permet de diminuer le diamè  tre de l'arbre de la turbine sans risquer des  déformations dangereuses<B>;</B> d'autre part, la  roue polaire de l'alternateur peut être main  tenue<B>à</B> un niveau qui la mette autant que pos  sible<B>à</B> l'abri de l'eau en cas d'inondation de  la centrale.  



  Le manchon d'accouplement<B>3</B> a comme  précédemment deux brides 46, 47 de positions  intérieures l'une<B>à</B> l'autre, mais ici toutes deux  extérieures. Le moyeu 43 évidé comporte une  bride supérieure 48 d'ouverture plus grande  que le diamètre de la plus grande bride 47 du  manchon et une bride inférieure 49 de diamè  tre d'ouverture supérieur au diamètre extérieur  de la bride la plus petite 46 du manchon, le  diamètre extérieur de la paroi latérale du  manchon étant en tous points inférieur<B>à</B> ce  dernier<B>;</B> ceci permet l'introduction axiale de  ce manchon<B>à</B> travers le moyeu.  



  La bride 47 est centrée et boulonnée sur  la face supérieure de la bride 49, la bride 46  sur la face supérieure d'un plateau<B>35</B> comme  dans l'exemple de la     fig.   <B>3 ;</B> ce plateau pareil  lement est     goujonné    sur le plateau terminal<B>7</B>  de l'arbre de turbine<B>1</B> et porte l'anneau de      butée<B>37</B> et son grain mobile<B>39</B> en appui sur  le grain fixe 40 de l'organe de butée.  



  Le manchon<B>3</B> ne joue pas ici le rôle de  cylindre     servo-moteur.    Celui-ci,<B>50,</B> est porté  par un flasque<B>51</B> centré sur la bride supé  rieure 48 du moyeu et fermant ce moyeu. De  plus petit diamètre que l'ouverture supérieure  du manchon<B>3,</B> il est d'une pièce avec son fond  inférieur<B>52,</B> que l'arbre<B>15</B> de commande des  pales orientables de la turbine traverse par un  presse-étoupe<B>53,</B> et avec le flasque<B>51.</B> Son  fond supérieur rapporté 54 présente un pro  longement axial<B>55</B> foré pour le passage de la  tige d'asservissement<B>17</B> du piston.  



  Ce prolongement<B>55</B> constitue un tourillon  supérieur de la ligne d'arbre.<B>Il</B> est guidé dans  un palier<B>56</B> porté par le croisillon<B>57,</B> sensible  ment dans le plan du volant d'alternateur 44,  position qui est avantageuse car elle limite au  maximum les déplacements du rotor qui pour  raient résulter d'une déformation de la ligne  d'arbre. Le tourillon<B>55</B> porte en bout d'arbre  l'excitatrice<B>58,</B> dont le stator<B>59</B> est supporté  par le croisillon.  



  Pour l'entretien, on peut atteindre le pis  ton du     servo-moteur    sans effectuer aucun<B>dé-</B>  montage de la ligne d'arbre.<B>Il</B> suffit en effet  de lever le croisillon<B>57</B> pour pouvoir enlever  le fond 54 du cylindre qui porte le tourillon  <B>55</B> et découvrir le piston 12. Quant aux orga  nes de butée, ils peuvent être démontés de la  façon suivante, tout<B>à</B> fait analogue<B>à</B> celle que  l'on a décrite pour l'exemple de la     fig.   <B>3 :</B> on  place sous le volant 44 des vérins<B>60</B> assis sur  le massif<B>61</B> de façon<B>à</B> supporter le rotor de  l'alternateur et on cale la turbine.

   On peut  alors déboulonner les brides 46 et 47 du     man-          clion   <B>3</B> et remonter celui-ci autour du cylindre  <B>50</B> dans le moyeu, par glissement axial dans       Fouverture    de la bride 49 de ce moyeu.  



  On a vu en effet que les diamètres maxima  de la paroi latérale du manchon et de la bride  de position intérieure 46 sont moindres que  le diamètre intérieur de la bride 49, ce qui  leur permet de passer dans l'ouverture de cette  bride 49. Le déplacement axial du manchon  d'accouplement<B>3</B> dégage l'intervalle entre la  bride 49 et le plateau<B>35.</B> Celui-ci, une fois    enlevés les écrous des goujons<B>38</B> qui<B>y</B> ratta  chent l'arbre<B>1</B> de la turbine, peut être levé       axialement,    puis dégagé latéralement avec son  anneau de butée par cet intervalle.  



  On voit que les démontages peuvent être  faits sans qu'il soit     nécesaire    d'ôter le rotor  de l'alternateur, le personnel chargé du mon  tage et de l'entretien du groupe ayant en outre  un accès relativement aisé grâce au maintien  d'un large espace entre turbine et alternateur.  Enfin, la résistance de la ligne d'arbre aux  déformations en marche est considérablement  accrue par la forme donnée<B>à</B> l'alternateur et  la position d'un palier supérieur dans le plan  du volant de celui-ci permet de diminuer     l'en-          trefer.  



  Coupling device, especially for hydro-electric units In hydro-electric units, the shaft of the turbine, on the one hand, and that of the alternator, on the other hand, are usually connected by an intermediate shaft , in order to allow the dismantling and assembly of the <B> elements </B> of the <B>; </B> group, more especially, in the case of a hydroelectric group < B> at </B> vertical axis, the stop member is generally placed between the alternator and the turbine and it is advantageous to be able to remove this member, the alternator and the turbine remaining in place.



  <I> Now, </I> the disassembly of the intermediate shaft alone is prevented in turbines of the Kaplan type <B> with </B> movable blades, due to the fact that the control of the blades requires incorrect stems. <B> within </B> the inside of the line of% rbre, rods which are attached to the piston of a servo-motor, the cylinder of which is generally formed by a forging-formed bearing with the shaft of the alternator for example.



  The present invention relates to a positive coupling device, in particular for a hydroelectric group, characterized in that it comprises a sleeve secured between adjacent <B> elements </B> of the shaft line by means of end flanges, one of which has an outer diameter at most equal to the inner diameter of the other, the wall of the sleeve between these flanges being entirely located on the same side of the wall of a virtual cylinder of diameter equal to said outer diameter, and which are bolted <B> to </B> flanges belonging to said adjacent elements on faces of the latter flanges directed towards the same end of the shaft line, so that after unbolting the sleeve can be axially moved away from its position to clear the gap between these latter flanges.

    



  The purpose of this construction is to make it possible to carry out a local dismantling of the shaft line <B> at </B> height of said sleeve, the other parts of the shaft line remaining in place.



  Said sleeve may form the body of the cylinder of the servomotor. <B> It </B> can also be attached <B> to </B> a movable thrust ring bolted <B> to </B> the turbine shaft. In these cases, the disassembly of the sleeve makes it possible respectively to visit the piston of the servomotor or to remove the stop of the group, the flywheel of the alternator and the turbine wheel remaining in place.



  The appended drawing represents, <B> by </B> by way of example, various embodiments of the device which is the subject of the present invention - <B>: </B> FIG. <B> 1 </B> is a longitudinal section of a first embodiment; fig. 2 is a similar view of a variant for the case of a hydro-electric unit with <B> with </B> vertical axis, in which the stop of the J'r (r oupe is located immediately below said sleeve the fk. <B> 3 </B> is a similar view of another variant, for a similar case,

   in which the sleeve forming the cylinder body of the servomotor is integral with the ring <B> of </B> movable stop <B>; </B> FIG. 4 shows in axial section a hydroelectric group <B> with </B> vertical axis provided with a second embodiment of the device.



  In the embodiment, shown in FIG. <B> 1 </B> and which relates <B> to </B> the shaft line of a hydro-electric unit, we have designated <B> 1 </B> the shaft of a turbine <B> with </B> orientable blades and by 2 the shaft of the alternator that this turbine enters. These two shafts are connected by a sleeve <B> 3 </B> terminated <B> at </B> its lower part by an external flange 4 and <B> to </B> its upper part by an internal flange < B> 5 </B> whose opening is larger than the diameter of the shaft 2 of the alternator.

   The flange 4 is held by the studs <B> 6 </B> on the front face of a coupling plate <B> 7 </B> ending the shaft <B> 1 </B> and is centered in <B> 8. </B> The inner position flange <B> 5 </B> is also fixed by studs <B> 9 to </B> a coupling plate <B> 10 </B> ending the shaft 2, on the dorsal face of this plateau directed towards the same end of the shaft line as the front face of the plateau <B> 7, </B> and it is centered by the fact that its outer diameter is equal to the diameter of the bore <B> 11 </B> of the sleeve <B> 3. </B>



  The coupling sleeve <B> 3 </B> constitutes the cylinder of a servo-motor <B> for </B> controlling the orientable blades of the turbine. In its bore <B> 11 </B> is housed the movable piston 12, held by the studs <B> 13 </B> on the coupling plate 14 of the shaft <B> 15 </B> which controls the blades.

    This <B> 15 </B> shaft passes with play through a borehole in the <B> 1 </B> shaft, passing through a <B> 16 </B> sealing gasket. </B> The servo rod <B> 17 </B> is a tube flanged on a bell <B> 18 </B> held by the studs <B> 19 </B> on the upper face of the piston 12 and isolating a chamber 20 in communication, on the one hand with the space 21 of the cylinder on the opposite face of the piston by channels such as 22 passing through the piston, on the other hand with the <B> to </B> oil pump by the borehole <B> 23 </B> of the rod <B> 17. </B> This rod passes through an axial bore 24 of the alternator shaft with a clearance which provides for the annular communication duct with the pump for the oil supply into the space <B> 25 </B> of the cylinder <B>; </B> the oil is distributed by conventional means.



  The device which has just been described allows easy removal of the connection between the turbine shaft <B> 1 </B> and the alternator shaft 2 <B>; </B> it suffices to remove the stud nuts <B> 6 </B> and <B> 9 </B> fixing the two flanges of the sleeve to release the latter from the two shafts <B>; </B> the sleeve can then be moved axially by sliding around the shaft 2 of the alternator, because the outside diameter of the plate <B> 10, </B> which corresponds <B> to </B> that of the flange <B> 5, </ B > is less than the internal diameter of the flange 4 and the wall of the sleeve is located entirely <B> on the outside </B> of a virtual cylinder having for diameter the external diameter of the flange <B> 5, </ B> which corresponds here with the internal face of the sleeve <B>;

  </B> the axial displacement of the coupling sleeve discovers the gap between the two coupling plates <B> 7 </B> and <B> 10. </B> The nuts of the studs can then be reached < B> 19 </B> of the bell <B> 18, </B> which makes it possible to detach the latter from the piston and to slide the servo rod <B> 17 </B> until contact of the coupling plate <B> 10. </B> The piston 12 can then be removed from the drive shaft <B> 15 </B> by removing the nuts from the studs <B> 13 < / B> assembling this piston to the end plate 14 of this shaft.



  In the variant shown in FIG. 2, the line of shafts <B> 1, </B> 2, with the intermediate element that constitutes the sleeve <B> 3, </B> com carries a stop, as is the case for any group turbo-alternator <B> with </B> vertical axis.

   A shoulder <B> 26 </B> under the coupling plate <B> 7 </B> of the turbine shaft <B> 1 </B> is supported on a two-piece sleeve such as <B > 27 </B> of pure diametral neck, which are bolted together perpendicularly <B> to </B> the axis by bolts <B> 28 </B> and which rest on the movable stop ring <B> 29, </B> whose crown <B> 30 </B> rests by balls <B> 31 </B> caged between annular oil deflectors <B> 32 </B> on the fixed stop crown <B> 33. </B> The ring <B> 29 </B> and the crowns <B> 30 </B> and <B> 33 </B> have a diameter of bore greater than the largest diameter of the sleeve, that is to say the diameter of the outer flange 4, which is here only an outer bulge of the wall of the sleeve chon for screws 34 for fixing to the plate of coupling <B> 7. </B>



  The removal of the two-piece stopper sleeve <B> 27 </B> allows the fixing screws 34 to be removed and the coupling sleeve and the servomotor piston to be disassembled as in the previous case. Once this has been removed, the space between the ends of the two shafts is sufficient to allow the ring <B> 29 </B> and the crowns <B> 30 </B> and <B> 33 </ to be removed laterally B> of the stopper after they have been moved axially to cross the coupling plate <B> 7 </B> of the turbine shaft.



  In this assembly, it is therefore possible not only to access the servomotor piston and to dismantle it, but also to remove the <B> elements </B> of the stop member, the shafts <B> 1 </B> and 2 remaining in place.



  In the variant shown in FIG. <B> 3, </B> an additional intermediate piece formed by a plate <B> 35 </B> carrying by a coronal rib <B> 36 </B> the stop ring <B> 37 < / B> is interposed between the sleeve <B> 3 </B> and the coupling plate <B> 7 </B> of the shaft <B> 1 </B> of the turbine. The outer flange 4 of the sleeve is centered on the <B> 35 </B> plate and bolted by the bolts <B> 38 </B> around its periphery, while this plate is itself centered on the plate <B > 7 </B> and held on it by the interior studs <B> 39. </B>



  The set of plates <B> 35 </B> and <B> 7 </B> forms the bottom of the servomotor cylinder formed by the sleeve <B> 3 </B> and isolated by the gasket. sealing <B> 16 </B> around the <B> 15 </B> control shaft of the turbine blades. The piston 12 has a suitable shape to disengage the protrusion of the studs <B> 39, </B> when it is <B> at </B> lower end of travel.



  The stop ring <B> 37 </B> carries the mobile grain 40 resting on the fixed grain 41 of the stop between the outer <B> to </B> oil tank 42a and an inner deflector 42b.



  To disassemble the two flanges <B> 5 </B> and 4 of the sleeve <B> 3, </B> are unbolted, which allows the sleeve to slide axially as before on the shaft 2 of the alternator , thus clearing the space between the plates <B> 10 </B> and <B> 35 </B> and giving access to the piston. The dismantling of this is done as before.



  The interval between the plates <B> 10 </B> and <B> 35 </B> once the piston has been removed is sufficient for the passage of the plate <B> 35 </B> carrying the stop ring which , once the nuts of the studs <B> 38 have been removed, </B> can be brought <B> to </B> this height by axial displacement and then be extracted laterally.



  In the embodiment shown <B> to </B> in fig. 4, the coupling sleeve <B> 3 </B> directly connects the shaft <B> 1 </B> of the turbine to the hub 43 of the flywheel 44 of the alternator. The latter has the known shape called <B> </B> umbrella <B>, </B> but here the oblique arms 45 connecting the flywheel to the hub are inclined from top to bottom towards the hub.



  As a result, a significant <B> </B> reduction in the shaft length of the unit is obtained for a given height of the alternator flywheel above the turbine. On the one hand, said reduction in length makes it possible to reduce the diameter of the turbine shaft without risking dangerous deformations <B>; </B> on the other hand, the pole wheel of the alternator can be hand held <B> at </B> a level which protects it as far as possible <B> from </B> water in the event of flooding of the plant.



  The coupling sleeve <B> 3 </B> has, as before, two flanges 46, 47 of interior positions one <B> to </B> the other, but here both exterior. The hollow hub 43 has an upper flange 48 opening larger than the diameter of the largest flange 47 of the sleeve and a lower flange 49 with an opening diameter greater than the outside diameter of the smallest flange 46 of the sleeve, the outer diameter of the side wall of the sleeve being at all points less than <B> than </B> the latter <B>; </B> this allows the axial introduction of this sleeve <B> through </B> through the hub.



  The flange 47 is centered and bolted on the upper face of the flange 49, the flange 46 on the upper face of a <B> 35 </B> plate as in the example of fig. <B> 3; </B> this same plate is pinned to the end plate <B> 7 </B> of the turbine shaft <B> 1 </B> and carries the stop ring <B > 37 </B> and its movable grain <B> 39 </B> resting on the fixed grain 40 of the stop member.



  The sleeve <B> 3 </B> does not play the role of a servo-motor cylinder here. This one, <B> 50, </B> is carried by a flange <B> 51 </B> centered on the upper flange 48 of the hub and closing this hub. Smaller in diameter than the upper opening of the sleeve <B> 3, </B> it is in one piece with its lower bottom <B> 52, </B> than the shaft <B> 15 </ B > control of the orientable blades of the turbine passes through a stuffing box <B> 53, </B> and with the flange <B> 51. </B> Its added upper base 54 has an axial extension <B> 55 </B> drilled for the passage of the <B> 17 </B> control rod of the piston.



  This extension <B> 55 </B> constitutes an upper journal of the shaft line. <B> It </B> is guided in a bearing <B> 56 </B> carried by the spider <B> 57 , </B> substantially in the plane of the alternator flywheel 44, a position which is advantageous because it limits as much as possible the movements of the rotor which could result from a deformation of the shaft line. The journal <B> 55 </B> carries at the end of the shaft the exciter <B> 58, </B> whose stator <B> 59 </B> is supported by the spider.



  For maintenance, you can reach the bottom of the servo-motor without carrying out any <B> dis- </B> assembly of the shaft line. <B> It </B> suffices to lift the spider <B> 57 </B> in order to be able to remove the bottom 54 of the cylinder which carries the journal <B> 55 </B> and uncover the piston 12. As for the stop members, they can be removed as follows, everything <B> to </B> is analogous <B> to </B> that which has been described for the example of fig. <B> 3: </B> we place under the flywheel 44 <B> 60 </B> jacks sitting on the block <B> 61 </B> so as <B> to </B> support the rotor of the alternator and the turbine is stalled.

   It is then possible to unbolt the flanges 46 and 47 from the pin <B> 3 </B> and reassemble the latter around the cylinder <B> 50 </B> in the hub, by axial sliding in the opening of the flange 49 of this hub.



  It has in fact been seen that the maximum diameters of the side wall of the sleeve and of the internal position flange 46 are less than the internal diameter of the flange 49, which allows them to pass through the opening of this flange 49. The axial displacement of the coupling sleeve <B> 3 </B> clears the gap between the flange 49 and the plate <B> 35. </B> This, once the nuts of the studs have been removed <B> 38 </B> which <B> y </B> attaches the shaft <B> 1 </B> of the turbine, can be lifted axially, then released laterally with its stop ring by this gap.



  It can be seen that the dismantling can be done without it being necessary to remove the rotor from the alternator, the personnel responsible for the assembly and maintenance of the unit also having relatively easy access thanks to the maintenance of a large space between turbine and alternator. Finally, the resistance of the shaft line to deformation during operation is considerably increased by the shape given to the alternator and the position of an upper bearing in the plane of the flywheel thereof allows to decrease hell.

 

Claims (1)

<B>REVENDICATION :</B> Dispositif d'accouplement notamment pour groupe hydro-électrique, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon, assujetti entre des<B>élé-</B> ments adjacents de la ligne d'arbre au moyen de brides extrêmes, dont l'une a un diamètre extérieur au plus égal au diamètre intérieur de l'autre, la paroi du manchon entre ces brides étant entièrement située d'un même côté de la paroi d'un cylindre virtuel de diamètre égal audit diamètre extérieur, et qui sont boulon nées<B>à</B> des brides appartenant auxdits éléments adjacents sur des faces de ces dernières brides dirigées vers la même extrémité de la ligne d'arbre, de telle façon qu'après déboulonnage le manchon puisse être éloigné axialement de sa position. pour dégager l'intervalle de ces dernières brides. <B> CLAIM: </B> Coupling device in particular for a hydro-electric unit, characterized in that it comprises a sleeve, secured between adjacent <B> elements </B> of the shaft line by means of end flanges, one of which has an outer diameter at most equal to the inner diameter of the other, the wall of the sleeve between these flanges being entirely located on the same side of the wall of a virtual cylinder of diameter equal to said external diameter, and which are bolted <B> to </B> from the flanges belonging to said adjacent elements on faces of the latter flanges directed towards the same end of the shaft line, in such a way that after unbolting the sleeve can be axially removed from its position. to clear the gap between these last clamps. SOUS-REVENDICATIONS <B>:</B> <B>1.</B> Dispositif suivant la revendication, des tiné<B>à</B> un groupe hydro-électrique<B>à</B> turbine<B>à</B> pales orientables, caractérisé en ce que ledit manchon constitue le cylindre du servo-moteur d'orientation des pales. 2. Dispositif suivant la revendication, des tiné<B>à</B> un groupe hydro-électrique<B>à</B> axe verti cal, caractérisé en ce que ledit manchon est fixé<B>à</B> un anneau de butée mobile boulonné<B>à</B> l'arbre de la turbine. SUB-CLAIMS <B>: </B> <B> 1. </B> Device according to claim, from tiné <B> to </B> a hydro-electric unit <B> to </B> turbine < B> with adjustable blades, characterized in that said sleeve constitutes the cylinder of the blade orientation servomotor. 2. Device according to claim, tiné <B> to </B> a hydroelectric group <B> to </B> vertical axis, characterized in that said sleeve is fixed <B> to </B> a movable thrust ring bolted <B> to </B> the turbine shaft. <B>3.</B> Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication <B>1,</B> caractérisé en ce que le piston du servo-moteur est fixé sur une bride terminant l'arbre de commande des pales orien tables par des boulons intérieurs<B>à</B> une cloche fixée<B>à</B> l'extrémité de la tige d'asservissement et tenue sur le piston par une bride extérieure boulonnée, cette tige étant, d'une part, creuse pour former un conduit d'alimentation en huile de l'espace intérieur<B>à</B> cette cloche, qui communique par des canaux traversant le<B>pis-</B> ton avec l'extrémité du cylindre du côté de la face opposée de celui-ci, et passant, d'autre part, <B> 3. </B> Device according to claim and sub-claim <B> 1, </B> characterized in that the piston of the servomotor is fixed on a flange terminating the control shaft of the blades orien tables by internal bolts <B> to </B> a bell fixed <B> to </B> the end of the servo rod and held on the piston by a bolted outer flange, this rod being, d 'on the one hand, hollows out to form an oil supply duct from the interior space <B> to </B> this bell, which communicates by channels crossing the <B> piston </B> tone with the end of the cylinder on the side of the opposite face thereof, and passing, on the other hand, avec jeu dans un forage de l'arbre d'al ternateur pour ni énager un conduit annulaire d'alimentation en huile de l'autre extrémité du cylindre. 4. Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication <B>1,</B> destiné<B>à</B> un groupe hydro-électrique<B>à</B> axe vertical<B>à</B> turbine du type Kaplan, caractérisé en ce qu'un épaule ment de l'arbre de turbine, sous un plateau d'accouplement qui termine cet arbre et sur lequel est boulonnée la bride inférieure du manchon, repose, par l'intermédiaire d'une couronne en deux pièces<B>à</B> coupure diamétrale assemblées par des boulons transversaux, with clearance in a borehole in the generator shaft to provide an annular oil supply duct from the other end of the cylinder. 4. Device according to claim and sub-claim <B> 1, </B> intended <B> to </B> a hydroelectric unit <B> with </B> vertical axis <B> to </ B> Kaplan type turbine, characterized in that a shoulder of the turbine shaft, under a coupling plate which terminates this shaft and on which the lower flange of the sleeve is bolted, rests, by means of '' a crown in two pieces <B> with </B> diametral cut assembled by transverse bolts, sur Lin anneau de butée mobile de diamètre interne supérieur au diamètre extérieur dudit plateau et de hauteur moindre que l'intervalle des deux arbres occupé par le manchon. <B>5.</B> Dispositif suivant la revendication et les sous-revendications <B>1</B> et 2, destiné<B>à</B> un groupe hydro-électrique<B>à</B> axe vertical<B>à</B> turbine du type Kaplan, caractérisé en ce que l'anneau de butée, de diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur d#un plateau d'accouple ment terminant l'arbre de la turbine, est réuni par une cloison coronale<B>à</B> un plateau, sur le quel est boulonnée la bride inférieure de plus grand diamètre du manchon, on Lin movable stop ring of internal diameter greater than the external diameter of said plate and of less height than the interval of the two shafts occupied by the sleeve. <B> 5. </B> Device according to claim and sub-claims <B> 1 </B> and 2, intended <B> for </B> a hydro-electric unit <B> to </ B > vertical axis <B> to </B> turbine of the Kaplan type, characterized in that the stop ring, with an internal diameter greater than the external diameter of a coupling plate terminating the turbine shaft, is joined by a coronal partition <B> to </B> a plate, on which is bolted the lower flange of larger diameter of the sleeve, qui forme le fond inférieur du cylindre du servo-moteur formé par le manchon et qui est lui-même boulonné <B>à</B> l'intérieur de celui-ci sur ledit plateau d'ac, couplement, la hauteur totale de lànneau de butée et du plateau dont il est solidaire étant moindre que l'intervalle entre les arbres. which forms the lower bottom of the cylinder of the servomotor formed by the sleeve and which is itself bolted <B> to </B> the interior thereof on said ac plate, coupling, the total height of the stopper ring and the plate which it is integral with being less than the interval between the shafts. <B>6.</B> Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication 2, caractérisé en ce que le manchon est fixé par sa bride inférieure, de plus petit diamètre externe,<B>à</B> un plateau, qui est boulonné sur un plateau d'accouplement terminant l'arbre de la turbine et qui porte l'anneau de butée du groupe, de diamètre plus grand que ce plateau d'accouplement et en ce que ce manchon relie directement ce plateau <B>à</B> un moyeu creux du rotor d'alternateur du groupe, sa bride supérieure de plus grand dia mètre externe étant boulonnée sur une bride inférieure dudit moyeu d'ouverture plus grande que la plus grande dimension diamé trale du manchon sous ladite bride supérieure, <B> 6. </B> Device according to claim and sub-claim 2, characterized in that the sleeve is fixed by its lower flange, of smaller external diameter, <B> to </B> a plate, which is bolted to a coupling plate terminating the turbine shaft and which carries the thrust ring of the group, of greater diameter than this coupling plate and in that this sleeve directly connects this plate <B> to </B> a hollow hub of the generator rotor of the group, its upper flange of larger external diameter being bolted to a lower flange of said hub opening larger than the largest diameter dimension of the sleeve under said flange superior, le diamètre interne du moyeu au-dessus de sa dite bride inférieure étant plus grand que le diamètre de ladite bride supérieure du man chon. <B>7.</B> Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication <B>6,</B> destiné<B>à</B> un groupe hydro-électrique<B>à</B> turbine du type Kaplan, ca ractérisé en ce que<B>le</B> cylindre du servo-moteur de diamètre inférieur<B>à</B> l'ouverture supérieure du manchon est d'une pièce avec son fond infé rieur traversé par l'arbre de commande des pales orientables, et avec un flasque, qui sert de couvercle au moyeu creux du rotor de l'al ternateur et sous lequel il pend<B>à</B> l'intérieur dudit moyeu, celui-ci étant relié au volant de ce rotor par des bras ascendants, the internal diameter of the hub above its said lower flange being greater than the diameter of said upper flange of the sleeve. <B> 7. </B> Device according to claim and sub-claim <B> 6, </B> intended <B> for </B> a hydro-electric unit <B> with </B> turbine of the Kaplan type, characterized in that <B> the </B> cylinder of the servo motor with a diameter less than <B> than </B> the upper opening of the sleeve is in one piece with its lower base traversed by the control shaft of the orientable blades, and with a flange, which serves as a cover for the hollow hub of the alternator rotor and under which it hangs <B> inside </B> said hub, the latter this being connected to the flywheel of this rotor by ascending arms, et en ce que le fond supérieur rapporté dudit cylindre est surmonté d'un prolongement cylindrique for mant tourillon supérieur de la ligne d7arbre et tournant dans un palier porté par le croi sillon dans le plan dudit volant. and in that the added upper base of said cylinder is surmounted by a cylindrical extension forming an upper journal of the shaft line and rotating in a bearing carried by the cross groove in the plane of said flywheel.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110344988A (en) * 2019-07-15 2019-10-18 东北师范大学 A kind of horizontal axis tidal current energy hydraulic turbine experiment assistor and its application method

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