CH433149A - Machine hydraulique - Google Patents

Machine hydraulique

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CH433149A
CH433149A CH794263A CH794263A CH433149A CH 433149 A CH433149 A CH 433149A CH 794263 A CH794263 A CH 794263A CH 794263 A CH794263 A CH 794263A CH 433149 A CH433149 A CH 433149A
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CH
Switzerland
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space
annular
water
seal
air
Prior art date
Application number
CH794263A
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English (en)
Inventor
Kerensky Gleb
Original Assignee
English Electric Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/006Sealing arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/02Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side of rotors, e.g. Francis turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description


      Machine        hydraulique       La présente invention a pour objet une     machine     hydraulique qui peut être une pompe, une     turbine    ou  une turbopompe réversible.  



  La machine hydraulique faisant l'objet de l'invention  comprend une roue et un stator séparés par un espace  annulaire dans lequel un gaz     est    envoyé sous pression,  un dispositif d'étanchéité disposé à     l'extrémité    de l'espace  éloigné du côté haute pression de la roue et comprenant  des parties coopérantes sur la roue et sur le stator, et  des moyens pour amener un liquide à ces parties coopé  rantes sous une pression supérieure à la pression du gaz  dans l'espace annulaire, de manière à empêcher la fuite  du gaz à partir de cet espace entre les parties coopé  rantes.

   Elle est     caractérisée    par un collecteur annulaire  disposé à l'extrémité haute pression de l'espace annulaire  et à partir duquel le liquide amené aux     parties    coopé  rantes est prélevé directement sans augmentation de  pression,     ce    liquide provenant principalement d'une fuite  entre     la    roue et le stator à l'extrémité haute pression de  l'espace annulaire, l'arrangement     étant    tel que la majeure  partie de ce liquide de fuite passe dans le collecteur et  de ce dernier directement dans le dispositif d'étanchéité  formé par les parties coopérantes, sans passer à travers  l'espace annulaire.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, des  formes d'exécution de l'objet de l'invention et une  variante.  



  La     fig.    1 est une coupe d'une première     forme     d'exécution.  



  Les     fig.    2 et 3 montrent des détails de cette forme  d'exécution à plus grande échelle.  



  La     fig.    4 est une coupe d'une seconde forme  d'exécution.  



  La     fig.    5 est une coupe d'une troisième forme  d'exécution.  



  La     fig.    6 est une coupe partielle d'une variante à plus  grande échelle.    Les     fig.    7 à 12 sont des coupes d'autres formes  d'exécution.  



  En référence maintenant à la     fig.    1, on a représenté  un aménagement d'une pompe, d'une turbine ou d'une  turbopompe réversible qui comprend une roue 11 et un  bâti de stator 12. Le bâti de stator 12     délimite    un pas  sage 14 du côté à haute pression de la roue,     c'est-à-          dire,    du côté d'entrée dans le cas d'un     fonctionnement     en turbine et du côté de sortie     dans    le cas d'un fonc  tionnement en pompe, dans lequel le courant de fluide  est à peu près perpendiculaire à l'axe de rotation 13 de  la roue, et en outre le bâti de stator détermine un pas  sage 15 du côté à basse pression de la roue, c'est-à-dire,

    du côté de sortie dans un fonctionnement en turbine et  du côté d'entrée dans un fonctionnement en pompe,     dans     lequel le courant de fluide est à peu près parallèle à  l'axe de rotation de     la    roue. La roue 11 comprend deux  manchons, qui sont respectivement la couronne 16 et     la.     jupe 17,     reliés    par des     aubes    18 (dont une seule est  représentée), la couronne et la jupe     délimitant    entre eux  le passage de fluide moteur de la roue.  



  Un joint 19 est prévu entre la couronne 16 et le bâti  de stator 12     voisin,    le joint     déterminant    la limite radiale  interne d'un espace annulaire 20 entre la couronne 16  et le bâti de stator voisin. Le joint 19 est du type à laby  rinthe (voir aussi la     fig.    3) et il est alimenté en eau sous  pression par un conduit 21 aboutissant à une rainure  annulaire 22. La partie principale 19a du joint se trouve       radialement    à l'intérieur de la rainure annulaire 22, et  une partie étroite 19b du joint se trouve     radialement     en dehors de la rainure annulaire 22. Un tuyau de purge  est prévu dans le bâti de stator, à l'intérieur du joint 19.  



  L'eau tend à s'écouler entre le bord 23 de la cou  ronne 16 de la roue et le bâti de stator voisin 12 et ce  bâti est muni d'un collecteur annulaire 24 (voir aussi la       fig.    2). Le collecteur 24 est relié au conduit 21.      Une     conduite    25     relie    une source d'air sous pression  (non représentée) à l'espace 20 par un étranglement 26.  La pression de la source d'air est     inférieure    à la hauteur  de chute d'eau dans le passage 14 du côté à haute pres  sion de la machine.  



  On a aussi prévu une chambre annulaire 27 commu  niquant avec l'espace 20 juste à l'intérieur du bord 23 de  la couronne de la machine, et reliée à un réservoir par  un tuyau de décharge 28. L'ouverture de la chambre  annulaire 27     dans    l'espace 20 est disposée     afin.    de déter  miner la hauteur d'eau dans le collecteur annulaire 24.  



  La jupe 17 est munie sur son diamètre intérieur  d'un joint labyrinthe 29, correspondant au joint 19 de la       couronne,    entre     l'extrémité        inférieure    de la jupe 17 et le  bâti de stator 12     voisin.    La jupe 17 détermine, avec le  bâti de stator 12 voisin, un espace 30, et le     joint    29 se  trouve à     l'extrémité        radialement    intérieure et     inférieure     de l'espace 30 et isole l'espace du passage 15 du côté à  basse pression de la roue.  



  Le joint 29 est alimenté en eau entre ses diamètres  interne et externe par une source d'eau sous pression par       l'intermédiaire    d'un conduit 31     relié    à une rainure     annu-          laire    32. La     partie        principale    29a du joint se trouve       radialement    à l'intérieur de l'espace 32 et la     nervure     extérieure 29b se trouve     radialement        alignée    avec l'es  pace 32.

   Au voisinage du bord 33 de la jupe 17, le bâti  de stator 12 est muni d'un épaulement constituant un  collecteur     annulaire    34 qui est relié au conduit 31.  



  Une source d'air sous pression est     reliée    à l'espace  30 par     la    conduite d'air 35 possédant un étranglement  36. La pression de l'air est moins grande que celle de la  hauteur de chute d'eau dans le passage 15 à     l'extrémité     à haute pression de la machine. On a aussi prévu une  chambre annulaire 37 qui communique avec l'espace 30  juste à l'intérieur du bord 33 de la jupe et qui est reliée à  un     réservoir    par un tuyau de décharge 38.  



  Lors du fonctionnement de     la    pompe, de     la        turbine,     ou de     la    turbopompe réversible, les collecteurs annulai  res 24, 34     s'emplissent    d'eau provenant d'une fuite entre       la    roue 11 et le bâti de stator 12 et aussi d'eau entrant       dans    les espaces 20, 30 et que la force centrifuge oblige  à s'écouler au-dehors.

   L'eau des collecteurs 24, 34 est  envoyée aux     joints        respectifs    19, 29 par des conduits 21,  31, l'eau obturant les     interstices    entre la roue et le bâti  de stator et     empêchant        ainsi    l'entrée de l'air des espaces  20, 30. Les espaces 20, 30 sont remplis d'air sous pres  sion de la source d'air sous pression par les conduites  d'air respectives 25, 35 en refoulant toute l'eau vers  l'extérieur dans les collecteurs 24, 34.

   La     limite    entre  l'air dans les espaces 20, 30 et l'eau dans les collec  teurs 24, 34 est     fixée    par les ouvertures des chambres  annulaires 27, 37 qui     permettent    à l'air et à toute l'eau  en excès de passer dans le réservoir d'évacuation par les  tuyaux de décharge 28, 38. Si la pression de l'air dans  les espaces 20, 30 augmente, la limite est repoussée  (vers     la.    gauche au dessin) et il s'échappe plus d'air par  les tuyaux de décharge 28, 38.

   Si la pression de l'air  décroît,     la        limite    se     déplace    vers     la    droite, et une cer  taine quantité d'eau s'échappe par les tuyaux de décharge  28, 38. En volume, l'air s'échappe par un     orifice    à peu  près 30 fois plus vite que l'eau, de sorte que le trop-plein  d'eau passant par un     orifice    conçu pour une petite quan  tité d'air est     négligeable.     



  La seconde forme d'exécution représentée à la     fig.    4  convient     particulièrement    à une turbine quoiqu'elle  puisse être aussi     utilisée,    si on le désire, à la     façon    d'une  pompe ou d'une turbopompe réversible.     Dans    cet amé-         nagement    les deux chambres     annulaires    24, 27 qui coo  pèrent avec la couronne, et les chambres 34, 37, qui  coopèrent avec     la.    jupe, sont remplacées par une cham  bre annulaire unique 47, 57 qui coopère avec la cou  ronne et la jupe respectivement la chambre annulaire  unique est reliée à un conduit respectif 21, 31.  



  Dans ce cas, le niveau de l'eau à la périphérie de la  couronne et de la jupe est déterminé par le point auquel  la chambre annulaire 47, 57 s'ouvre dans l'espace respec  tif 20, 30 et l'eau et l'air passeront ensemble dans la  chambre annulaire 47, 57 à partir de laquelle ils seront  envoyés au joint respectif 19, 29 par les conduits 21,  31.

   On remarquera que quand on utilise la machine en       turbine,    le dosage de l'air dans l'eau, qui     alimente    le  joint 29 et qui s'écoulera dans le passage 15 du côté à  basse pression de     la    roue, ne peut pas affecter défavo  rablement le fonctionnement de     la    roue, mais quand on       utilise    la     machine    en pompe on peut trouver indésirable  d'avoir une petite fuite d'air dans le passage 15 voisin  de l'entrée de     la    roue.  



  La troisième     forme    d'exécution de la fi-. 5 convient       particulièrement    à     l'utilisation    en pompe     mais    peut être,  si on le désire,     utilisé    en turbine ou en turbopompe  réversible. Dans ce cas les chambres annulaires 24, 27  qui coopèrent avec la couronne 16 et les chambres 34.  3-7, sont remplacées respectivement par un collecteur  annulaire unique 44, 54 coopérant respectivement avec  la couronne et la jupe.

   Le niveau d'eau dans les collec  teurs annulaires 44, 54 est ici encore déterminé par  l'épaulement du bâti de stator, l'eau passant dans les  collecteurs 44, 54 à la fois du canal de     fluide    moteur,  et de l'espace respectif 20, 30 sous l'effet de la force cen  trifuge. Dans ce cas, toutefois, l'air alimentant les espa  ces 20, 30 par les conduites d'air 25, 35 s'écoule dans le  passage de fluide moteur 14 du côté à haute pression de  la machine plutôt que dans les conduits 21, 31.

   Si     la     pression de l'air dans les espaces 20, 30 augmente, la       limite    l'air et     l'eau    se déplacera vers la gauche, vers  l'épaulement du bâti de stator, et si la pression décroît  la     limite    se déplacera vers la droite vers le bord 23, 33  de la couronne ou la jupe.

   Ainsi quand on     utilise        la          machine    en pompe, la     fuite    d'air dans le passage de  fluide moteur sera en aval de la roue et ne gênera pas  son fonctionnement, tandis que si on     utilisait    la     machine     en turbine la fuite d'air par les interstices entre le bord  23, 33 de la roue et le bâti de stator circulerait par le  passage de fluide moteur de la roue. Dans cette réalisa  tion, l'eau envoyée des collecteurs 44, 54 aux joints  d'étanchéité par les conduits 21, 31 n'est pas mélangée  à de l'air.  



  La     fig.    6 montre une autre     forme    d'exécution. Dans  celle-ci, au     lieu    d'un joint 29, on a prévu un joint 49 sur  le diamètre     radialement    intérieur de la jupe 17. Le joint  49 comprend un     labyrinthe    49a entre la base de la  jupe 17 et le bâti de stator 12 voisin, et un épaulement  49b du bâti de stator 12 qui s'avance     radialement    vers       l'intérieur    pour     recouvrir    à peu près ou     presque    un épau  lement 49e de     la    jupe 17 qui s'étend vers l'extérieur.

   Le  conduit 31 d'alimentation en eau est relié au joint entre  la     partie    de joint en     labyrinthe    49a et l'épaulement 49b  en tendant     ainsi    à inonder cet     espace    et à empêcher  ainsi     l'écoulement    de l'air de l'espace 30 dans le passage  de fluide moteur 15 à l'extrémité à basse pression de la  roue. La rotation de la jupe 17 donne une     composante          centrifuge    à l'eau envoyée au joint et l'eau en surplus  s'écoule au-delà de l'épaulement 49b dans l'espace 30 et      elle est obligée par la force centrifuge à circuler vers  l'extrémité extérieure de l'espace.  



  La machine représentée à la     fig.    7 est une turbine,  une pompe ou une turbopompe réversible d'un type à  vitesse spécifique moyenne, dans laquelle l'extrémité à  haute pression de la roue n'est pas d'un diamètre sensi  blement plus grand que l'extrémité à basse pression.  Cette machine comprend une roue 61 qui tourne dans  un bâti de stator 62 autour d'un axe central 63.

   Le bâti  de stator détermine un passage 64 à l'extrémité à haute  pression de la     machine,    c'est-à-dire l'entrée dans le cas  d'un fonctionnement en turbine et la sortie dans le cas  d'un fonctionnement en pompe, et le bâti de stator déter  mine aussi un passage 65 du côté à basse pression de la  machine, c'est-à-dire à l'extrémité de sortie en fonctionne  ment en turbine et à l'extrémité d'entrée en fonctionne  ment en pompe. La roue 61 possède une jupe 67 reliée  par des aubes 68 à une couronne (non représentée).  



  Un joint 69 est disposé entre la     partie    la plus basse  de la jupe 67 et le bâti de stator voisin 62, le joint étant  alimenté en eau sous pression en un point entre ses  extrémités. La jupe 67 et le bâti de stator     voisin    déter  minent entre eux un espace 70, et le joint 69     empêche    la  fuite d'air de cet espace 70 dans le passage 65 à l'extré  mité à basse pression de la machine. L'eau sous pression  est envoyée au     joint    69 par un conduit 71 dans une rai  nure annulaire 72 placée entre les extrémités du joint 69.  



  L'eau de l'extrémité à haute pression de la machine  s'écoule entre le bord 73 de la jupe et le bâti de stator  voisin dans un collecteur annulaire 74 qui comporte un  épaulement 74a pour guider l'eau de fuite dans le collec  teur 74 et pour réaliser un joint d'étanchéité rudimentaire  entre le bâti de stator et la partie 73a voisine de la jupe.  On a représenté en 73b une bague d'étanchéité périphé  rique habituelle. Le conduit 71 est relié au collecteur  annulaire 74 de sorte que l'eau -du collecteur annulaire  est envoyée au joint 69 par le conduit 71.  



  De l'air est acheminé d'une source     d'alimentation    en  air sous pression dans l'espace 70 par une conduite  d'air 75     possédant    un étranglement 76. Au voisinage du       joint    69, le bâti de stator 62 est profilé de façon à réa  liser une chambre de décharge 77 annulaire à laquelle  est relié un tuyau de décharge 78 possédant un étrangle  ment 79. La chambre 77 communique librement avec  l'espace 70 par une série de trous 77a pratiqués à la  base de l'espace 70 et sur le côté     radialement    extérieur  de celui-ci. La chambre 77 annulaire de décharge est  aussi munie d'une série d'orifices de décharge 80 qui  communiquent avec le passage 65 d'eau motrice à  l'extrémité à basse pression de la machine.  



  Le joint 69 possède une partie inférieure 69a et une  partie supérieure 69b     moins    étendue que la partie  inférieure.  



  En cours de fonctionnement, la plus grande     partie    de  l'eau à haute pression qui s'échappe passe dans le collec  teur annulaire 74 par l'interstice existant entre le bord  73 et le bâti de stator 62. De ce point, l'eau est achemi  née au joint 69 par le conduit 71, en isolant efficace  ment     l'interstice    entre la jupe 67 et le bâti de stator  pour empêcher la fuite d'air de l'espace 70 dans le pas  sage 65. Un trajet secondaire pour l'eau qui s'échappe  permet à celle-ci de passer entre l'épaulement 74a du  collecteur     annulaire    74 et la partie voisine 73a de la  jupe 67, dans l'espace 70, et ensuite sous     l'influence    de  la gravité et de la force centrifuge dans la chambre annu  laire de décharge 77 par les trous 77a.

   L'eau de la rai  nure 72 passant par la partie supérieure 69b du     joint    69    passe aussi dans 1a chambre de décharge annulaire 77  par les trous 77a.  



  L'envoi de l'air à l'espace 70 par la conduite d'air 75  entraîne l'eau hors de cet espace et dans la chambre  annulaire de décharge 77, dans laquelle le niveau de  l'eau est déterminé par le tuyau de décharge 78. L'étran  glement 79 du tuyau de décharge 78 est d'une section  plus large que l'étranglement 76 de la conduite d'air 75  ce qui donne l'assurance que l'eau ne peut pas descen  dre sous le niveau du tuyau de décharge 78 à cause  d'une pression d'air excessive.

   L'eau de la chambre  annulaire 77 s'échappe par les orifices de décharge 80,  qui sont     calibrés    de     sorte    que l'eau qui fuit s'écoulant  dans l'espace 70 entre l'épaulement 74a du collecteur  annulaire 74 et la partie 73a de la jupe et par la partie  supérieure 69b du joint 69 est égale à l'eau qui fuit par  les orifices de décharge 80.  



  Initialement, si l'espace 70 et la chambre annulaire  77 sont remplis d'eau, l'air envoyé par la conduite  d'air 75 s'accumulera dans l'espace 70 à une pression  croissante, en le vidant graduellement de l'eau jusqu'à ce  que le tuyau 78 soit découvert.  



  La machine représentée à la     fig.    8 est une pompe,  une turbine ou une turbopompe réversible d'un type à  vitesse spécifique plus basse que celui qui est représenté  à la     fig.    1 ; dans ce type, le diamètre de la périphérie  de la roue du côté à haute pression est plus grand que  le diamètre du côté à basse pression. Une roue 81 tourne  dans un bâti de stator 82 autour d'un axe central 83.  Le bâti de stator détermine un passage 84 du côté à  haute pression de la machine et un passage 85 du côté à  basse pression, et la roue possède une jupe 87 reliée par  des aubes 88 à la couronne (non représentée). La par  tie inférieure 89a du     joint    principal 89 est la bague  d'étanchéité périphérique habituelle de la roue.

   Le joint  89 empêche la fuite de l'air de l'espace 90 disposé entre  la jupe 87 et le bâti de stator 82. L'eau est envoyée au  joint 89 par un conduit 91 qui conduit à une rainure       annulaire    92 entre les parties supérieure et     inférieure     89b, 89a du joint. Il n'y a pas de joint mécanique entre  le bord 93 de la jupe 87 et le bâti de stator 82 voisin, et  la fuite d'eau passant par l'interstice circule dans le col  lecteur annulaire 94 d'où elle passe dans le joint 89 par  le conduit 91. L'air est envoyé à l'espace 90 par une  conduite d'air 95 possédant un étranglement 96, et la  partie du bâti de stator voisine du joint 89 a la forme  d'une chambre annulaire 97 de décharge qui communi  que avec l'espace 90 par une série d'orifices 97a.

   Un  tuyau de décharge 98     possédant    un étranglement 99 sort  de la chambre 97 à un niveau supérieur à celui des trous  de décharge 100 qui font communiquer la chambre de  décharge 97 et le passage 85 de fluide moteur sur le  côté à basse pression de la machine. A part des diffé  rences notées, le fonctionnement de la machine de la       fig.    2 est le même que celui de la machine de la     fig.    7.  



  La machine représentée à la     fig.    9 est une turbine  qui est conçue pour une vitesse spécifique plus élevée  que celle qui est représentée aux figures     précédentes.     Dans cette     construction,    une roue<B>101</B> tourne dans un  bâti de stator 102 autour d'un axe central 103, et le  bâti de     stator        délimite    un passage 104 du côté à haute  pression de la machine et un autre passage 105 du côté  à basse pression. La jupe 107 de la roue est reliée par  des aubes 108 à la couronne (non représentée) et elle  est d'une forme à peu près conique, son diamètre à  l'extrémité inférieure à basse pression étant plus grand  que celui de l'extrémité supérieure à haute pression.

   Cela      permet la formation d'un     joint    109 entre l'extrémité infé  rieure de la jupe 107 et le bâti de stator voisin, le joint       étant    alimenté par l'eau s'écoulant par l'interstice entre le  bâti de stator 102 et le bord 113 de la partie supérieure  de la jupe 107 et ensuite par l'intervalle existant entre  l'épaulement 114a et la partie 113a de la jupe 107. Sous  l'effet de la force centrifuge et de la gravité, l'eau d'un  mélange d'air et d'eau contenu dans l'espace 110 est       isolée    vers le bas et vers l'extérieur et l'air se déplace  vers le haut et vers     l'intérieur,    l'eau créant ainsi un joint       efficace    109.

   De     cette    façon le     joint    109 est     alimenté    en  eau dont     la    pression est plus élevée que la pression dans  l'espace 110, même si l'eau n'est pas introduite de l'exté  rieur de l'espace. Une arrivée d'air sous pression dans  l'espace 110 est prévue par le conduit 115     possédant    un  étranglement 116, et l'air en     excès    est refoulé vers un  réservoir par un tuyau de décharge 118 qui a un étran  glement 119, dont     la    section est plus grande que celle  de l'étranglement 116. La hauteur de l'entrée du tuyau  118 dans l'espace 110 est choisie pour être sûr qu'il y  ait une profondeur convenable d'eau pour réaliser le  joint 109.

    



  La fuite principale passant par l'interstice entre le  bord 113 à l'extrémité supérieure de la jupe 107 et le  bâti de stator 102 circule dans le collecteur annulaire  114, qui est muni à son     point    le plus bas d'orifices étran  glés 121 par lesquels l'eau passe dans le passage 122 et  ensuite dans le passage 105 à l'extrémité à basse pres  sion de     la    machine.  



  La machine représentée à la     fig.    10 comprend une  roue 131 tournant dans un bâti de stator 132 autour  d'un axe central 133. Le bâti de stator détermine un  passage 134 à l'extrémité à haute pression de     la    machine  et un autre passage 135 à l'extrémité à basse pression  de     la.    machine. La roue possède une couronne 136 et  une jupe 137 reliée à la     couronne    par     des    aubes 138.  



  Un joint 139 est disposé dans ce     cas    entre la cou  ronne 136 et le bâti de stator 132 et il est logé à l'extré  mité     radialement        intérieure    d'un espace 140. Le joint  139 est un joint à     labyrinthe    simple et il est     alimenté    en  eau à son extrémité intérieure par un conduit 141,

       l'effet     de la force     centrifuge    rendant l'étanchéité     effective.    Le  bâti de stator coopérant avec le bord 143 de la cou  ronne 136 possède un collecteur annulaire 144 qui est  en communication avec le passage 134 et se     remplit     donc d'eau de l'extrémité à haute pression de la machine.  L'eau du collecteur annulaire 144 est envoyée au joint  139 par le conduit 141.  



  L'air passe d'une source d'air sous pression dans  l'espace 140 par une conduite d'air 145 comprenant un  étranglement 146.A l'extrémité     radialement    extérieure  de l'espace 140, le bâti de stator 132 possède une  chambre annulaire 147 dans laquelle la force centrifuge  oblige de l'eau passant par le joint 139 à circuler, cette  chambre recevant aussi de l'eau passant par-delà un  épaulement 144a du bâti de stator voisin du collecteur       annulaire    144. Un     tuyau    148 d'évacuation de l'air en  excès part de la chambre annulaire 147 et possède un  étranglement 149. Une conduite de décharge 150 part  aussi de la chambre annulaire 147 pour l'évacuation de  l'eau, par exemple celle qui circule au-delà de l'épaule  ment 144a du collecteur annulaire 144.

   Des trous 150a  sont aussi prévus dans la couronne 136 pour permettre  l'évacuation du surplus d'eau d'étanchéité.  



  La     machine    représentée à la     fig.    11 est une pompe,  une turbine ou une turbopompe réversible conçue pour  une vitesse spécifique moyenne et elle     diffère    des formes    d'exécution déjà décrites par un arbre horizontal. Une  roue 151 tourne dans un bâti de stator 152 autour d'un  axe central 153, et le bâti de stator détermine un pas  sage 154 à l'extrémité à haute pression de la machine à  un autre     passage    155 à l'extrémité à basse pression. La  jupe 157 de la roue est reliée par des aubes 158 à la cou  ronne (non représentée).

   Un joint 159, dans cet agence  ment, est disposé entre la jupe 157 à l'extrémité à     basse     pression de la roue et le bâti de stator     voisin.    Le joint       empêche    la fuite de l'air d'un espace 160, à l'extrémité  droite de     l'espace        comme    représenté au dessin, entre     la     jupe 157 de la     machine    et le bâti de stator 152, au  moyen de     l'eau    envoyée au joint 159 par le conduit 161  qui fait passer l'eau dans un espace annulaire 162 entre  les deux extrémités du joint.

   La partie principale 159a du  joint, sur laquelle se produit     la    majeure partie de     la    diffé  rence de pression, se trouve à droite sur le dessin et  l'autre partie 159b du joint à gauche et subit une plus fai  ble     différence    de pression.  



  Entre le bord 163 de la jupe et le bâti de stator voi  sin est prévu le joint mécanique principal 163b de la  machine. L'écoulement par ce joint 163b est dévié par  un déflecteur 164a dans un collecteur annulaire 164, et  le déflecteur 164a constitue un joint d'étanchéité rudi  mentaire avec la partie 163a de la jupe. L'eau circulant  sous pression dans le collecteur     annulaire    164 est con  duite au joint 159 par le conduit 161.  



  L'air sous pression pénètre dans l'espace 160 par  une conduite d'air 165 possédant un étranglement 166.  A la place de la chambre de décharge annulaire uti  lisée dans les machines à axe de rotation vertical, on  prévoit dans le     cas    présent une chambre de décharge 167  voisine du point le plus bas de l'espace 160 et cette  chambre est reliée au point le plus bas de l'espace 160  par des tuyaux de purge 167a. Le niveau d'eau     dans    la  chambre de décharge 167 est commandé par le tuyau  de sortie d'air 168, qui possède un étranglement 169.

    La     dimension    de l'étranglement 169 est choisie de sorte  que la pression dans la chambre de décharge 167 soit  suffisamment grande pour chasser l'eau dans le passage  155 par les tuyaux 170 du côté à basse pression de la       machine.     



  La machine représentée à la     fig.    12 est semblable à  celle de la     fig.    5, sauf qu'au     lieu    que le conduit 181  (correspondant au conduit 21) soit     relié    directement au  joint 179 (correspondant au joint 19), il est relié à une  chambre 187 de capacité adéquate, disposée au-dessus  du     joint    179.     Ainsi    la chambre 187 forme un réservoir  d'eau qui s'écoule dans le     joint    179 par gravité et sous  l'influence de la pression de la chambre 187, par le con  duit 181a.

   Une conduite d'air 185 relie une source d'air  sous pression à la chambre 187 par un étranglement 186,  et une autre conduite 185a relie la chambre 187 à  l'espace 180 entre la couronne 176 et le bâti de stator  172, la conduite 185a étant placée au-dessus du niveau  de l'eau     dans    la chambre 187. Le niveau d'eau est déter  miné par un tuyau de décharge 188 possédant un étran  glement 189 par lequel sont évacués l'air en excès, et  l'eau dépassant le niveau déterminé.  



       Dans    les formes de     réalisation    décrites les étrangle  ments 26, 36, 76, 96, 116, 146, 166, 186, 79, 99, 119,  149, 169 et 189 peuvent être réglables, et un étrangle  ment réglable peut être prévu dans les tuyaux 21, 31, 71,  91, 141, 161 et 181. En outre, ces tuyaux peuvent être  alimentés par toute source d'eau autre que     celle    qui est  représentée.      On comprendra qu'en maintenant l'espace 20, 30,  70, 90,<B>110,</B> 140, l60, à     peu    près rempli d'air et vide  d'eau, les pertes dues à la rotation de la roue sont rédui  tes et le rendement de la machine amélioré.  



  Dans les     formes    d'exécution des     fig.    7, 9 et 11, le  diamètre de la périphérie de la roue n'est pas sensible  ment supérieur au diamètre du dispositif d'étanchéité  (contrairement à la forme d'exécution de la     fig.    8). Dans  la forme d'exécution de la     fig.    8, il est possible d'utiliser  la force centrifuge pour maintenir l'espace entre la roue  et le stator exempt d'eau.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Machine hydraulique, comprenant une roue et un stator séparés par un espace annulaire dans lequel un gaz est envoyé sous pression, un dispositif d'étanchéité disposé à l'extrémité de l'espace éloignée du côté haute pression de la roue et comprenant des parties coopé rantes sur la roue et sur le stator, et des moyens pour amener un liquide à ces parties coopérantes sous une pression supérieure à la pression du gaz dans l'espace annulaire, de manière à empêcher la fuite du gaz à par tir de cet espace entre les parties coopérantes, caracté risée par un collecteur annulaire (34, 27, 47, 57, 114, 44, 54, 74, 94, 144, 164) disposé à l'extrémité haute pression de l'espace annulaire (30, 20, 110, 70, 90, 140, 160, 180) et à partir duquel le liquide amené aux par ties coopérantes (19, 29, 49, 69,
    89, 159, 179) est pré levé directement sans augmentation de pression, ce liquide provenant principalement d'une fuite entre la roue (11, 101, 61, 81, 151) et le stator (12, 102, 62, 172) à l'extrémité haute pression de l'espace annulaire, l'arrangement étant tel que la majeure partie de ce liquide de fuite passe dans le collecteur et de ce dernier directement dans le dispositif d'étanchéité formé par les parties coopérantes, sans passer à travers l'espace annulaire. SOUS-REVENDICATIONS 1.
    Machine hydraulique, selon la revendication, dans laquelle l'extrémité haute pression de la roue présente un diamètre supérieur à celui de l'extrémité basse pres sion de cette roue, caractérisée en ce que l'embouchure du collecteur annulaire (24, 44, 54) à travers laquelle s'écoule le liquide de fuite dans le collecteur est dispo sée sur la jante de la roue ou plus loin radialement. 2. Machine selon la revendication, dans laquelle le diamètre de la roue à l'extrémité haute pression de la machine est proche de son diamètre à l'extrémité basse pression, caractérisée par un épaulement (114a, 74a, 94a, 164a) agencé de façon à dévier la majeure partie du liquide de fuite dans le collecteur annulaire (114, 74, 94, 164). 3.
    Machine selon la revendication, caractérisée par une chambre de décharge (167) qui reçoit le gaz en excès de l'espace annulaire (160), mélangé avec le liquide de fuite, et décharge le gaz et le liquide séparés à tra vers des tuyaux de sortie distincts (168, 170), le liquide étant dirigé vers l'extrémité basse pression de l'espace annulaire.
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