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.