EP0194211A1

EP0194211A1 - Perfectionnements aux décanteuses centrifuges du type pendulaire

Info

Publication number: EP0194211A1
Application number: EP86420036A
Authority: EP
Inventors: Jean-Pierre Davier
Original assignee: Robatel SLPI SA
Current assignee: Robatel SLPI SA
Priority date: 1985-02-08
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1986-09-10
Also published as: US4702625A; DE3660526D1; JPH0720562B2; EP0194211B1; JPS61254261A; FR2577150A1; FR2577150B1

Abstract

Pour limiter le déplacement horizontal de l'ensemble tournant de la décanteuse lors des régimes transitoires consécutifs par exemple à un séisme ou autre perturbation extérieure, on prévoit une seconde série d'amortisseurs (21) disposés autour des amortisseurs usuels (18) et interposés, comme ces derniers, entre le palier (15) et le bâti fixe (20-22), les caractéristiques de fonctionnement des amortisseurs des deux séries étant bien entendu différentes de façon à ce que ceux de la seconde série ne perturbent pas le rôle normal de ceux de la première série.

Description

La présente invention a trait aux décanteuses centrifuges du type pendulaire et elle concerne plus particulièrement celles dans lesquelles le rotor et le bâti renfermant le mécanisme d'entraînement à rotule sont séparés l'un de l'autre par une dalle horizontale de protection.
On sait que dans les machine de ce type, l'arbre vertical qui relie le moteur d'entraînement au rotor et qui traverse la dalle de protection est monté dans un manchon ou palier oscillant pourvu d'une portée annulaire à profil semi-sphérique qui repose sur une cuvette fixe à profil concave correspondant. Cette disposition classique permet l'auto-alignement du rotor et évite ainsi les effets du balourd inévitable dudit rotor lors de sa rotation à grande vitesse. Bien entendu, on prévoit des amortisseurs disposés entre une bride solidaire du palier et le bord extérieur de la cuvette, ces amortisseurs ayant pour but d'amortir les oscillations de l'ensemble pendulaire aux vitesses normales de fonctionnement.
Il peut cependant arriver, notamment en cas de séisme, que l'amplitude de l'oscillation de l'arbre vertical augmenté brusquement par suite de l'apparition de fortes vibrations ou d'un déséquilibre marqué du rotor ; en pareil cas, l'arbre risque de venir au contact d'une partie fixe, par exemple du bord de l'ouverture ménagée dans la dalle pour sa traversée, et il va de soi qu'un tel heurt peut se révéler très dangereux, tout particulièrement lorsque le liquide en cours de traitement est de nature radioactive ou très fortement corrosive.
En vue de remédier à ce risque, on a proposé de doter les décanteuses du système de sécurité représenté à la fig. 1 du dessin annexé. Sur cette figure, la référence 1 désigne l'arbre vertical qui relie le moteur supérieur 2 au rotor ou cuve tournante de décantation 3, ledit arbre étant engagé avec jeu à travers une ouverture 4a ménagée dans la dalle de protection 4 ; au-dessous de sa partie pivotante, le palier 5 qui sert au guidage de l'arbre 1 reçoit une pièce de commande 6 pourvue à sa base d'un bourrelet semi-sphérique qui est logé à jeu aussi réduit que possible à l'intérieur de l'ouverture centrale d'un organe 7 en forme de cloche, le bord libre de celle-ci étant engagé dans une dépression annulaire 4b pratiquée dans la face supérieure de la dalle 4 concentriquement à l'ouverture 4a.
La dépression 4b est remplie d'huile et entre le bord libre de la cloche 7 et le fond de ladite dépression sont insérés des billes ou autres patins de glissement, de telle sorte que lorsque sous l'effet d'un mouvement pendulaire exagéré de l'arbre 1, consécutif notamment à un séisme, la pièce 6 déplace horizontalement la cloche précitée, le bord extérieur de cette dernière vient porter contre le bord correspondant de la dépression 4b en limitant l'amplitude du mouvement angulaire à une valeur propre à éviter tout contact entre l'arbre 1 ou le rotor 3 et une partie fixe de la machine. L'ensemble 6-7 agit en conséquence à la manière d'une sécurité qui complète l'amortissement opéré par les amortisseurs usuels 8 et le ressort latéral 9 qui leur est éventuellement associé.
En dépit des apparences, cette solution n'est pas de nature à donner entière satisfaction. Il convient effectivement d'observer qu'elle supprime l'aptitude du montage pendulaire à assurer l'auto-alignement du rotor au-delà d'une certaine masse de balourd ; on conçoit que dès que l'organe 7 en forme de cloche vient en contact avec le bord de la dépression 4b, le fonctionnement dynamique du rotor 3 passe brutalement du régime pendulaire sur rotule au régime d'un arbre encastré entre des roulements rigides, si bien que compte tenu de l'importance de la masse en rotation et de son porte-à-faux, les efforts dynamiques engendrées à ce moment là sont tels qu'ils peuvent entraîner la déformation permanente de l'arbre 1 dont le rotor 3 peut alors venir au contact des parties fixes avoisinantes. Les risques qu'on espérait supprimer restent ainsi entiers.
C'est à cet inconvénient qu'entend remédier la présente invention, laquelle consiste essentiellement à limiter les oscillations exagérées de la rotule par dissipation d'une partie de l'énergie vibratoire dans une seconde série d'amortisseurs disposés autour de la première série usuelle, les caractéristiques de fonctionnement des amortisseurs de cette seconde série étant telles qu'ils n'opèrent aucun bridage du mouvement pendulaire normal de l'ensemble tournant.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elles est susceptible de procurer :

Comme indiqué ci-dessus, fig. 1 est une coupe axiale schématique illustrant la solution antérieurement proposée pour la limitation de l'oscillation pendulaire de la rotule d'une décanteuse centrifuge.
Fig. 2 est une coupe axiale partielle à plus grande échelle, montrant la solution suivant la présente invention.
Fig. 3 est une coupe horizontale suivant le plan indiqué en III-III en fig. 2 ; sur cette figure on a rappelé en II-II le plan de coupe de fig. 2.

En fig. 2, on retrouve un arbre vertical 11 dont l'extrémité supérieure est reliée à un moteur d'entraînement 12 tandis que sa partie inférieure, destinée à être fixée au rotor ou cuve (non représenté), traverse une ouverture 14a ménagée dans une dalle horizontale de protection 14. La partie intermédiaire de l'arbre 11 qui est comprise entre le moteur 12 et l'ouverture 14a est maintenue, par l'intermédiaire de deux roulements superposés, dans un manchon ou palier 15 pourvu d'une portée annulaire 15a à profil semi-spérique, laquelle portée repose sur une cuvette concave 20a solidaire du bâti général 20 de la machine. La liberté pendulaire ainsi accordée à l'ensemble tournant est limitée par une série d'amortisseurs 18 fixés verticalement entre une bride supérieure 15b du palier 15 et le bord extérieur débordant de la cuvette concave 20a.
Conformément à la présente invention, on prévoit une seconde série d'amortisseurs, référencés 21, dont les deux organes constitutifs sont respectivement fixés à des poutrelles 15c solidaires de la bride 15b sus-mentionnée et à des consoles 22 rapportées latéralement contre le bâti 20. On observera que les poutrelles 15c traversent des ouvertures 20b pratiquées dans le bâti 20 de façon à ce que les amortisseurs 21 soient disposés à l'extérieur de celui-ci, les consoles 22 étant elles-mêmes tournées vers l'extérieur. Fig. 5 fait bien apparaître la position respective des deux séries concentriques d'amortisseurs 18 et 21.
Il convient d'observer que les amortisseurs 21 peuvent être de tout type connu (hydraulique, hydropneumatique, pneumatique, visco-élastique, etc...) et que leur nombre, orientation et disposition peuvent varier dans une très large mesure. En tout état de cause, ces amortisseurs 21 sont calculés de façon à présenter des caractéristiques de fonctionnement différentes de celles des amortisseurs 18 ; dans ces conditions, ces derniers continuent à assurer leur rôle usuel, à savoir la limitation élastique de l'amplitude des déplacements pendulaires de l'ensemble tournant de la décanteuse aux vitesses de fonctionnement normales, sans être gênés en quoi que ce soit pas les amortisseurs extérieurs 21. En revenche, ces derniers interviennent en vue d'amortir les oscillation pendulaires de l'ensemble tournant à tous les régimes transitoires, clest-à-dire lors des passages de vitesses critiques, en cas de déséquilibrage du rotor ou de changement d'état physique interne de la rotule 15a-20a consécutif à un grippage accidentel, ou encore à la suite d'un séisme ou autre perturbation extérieure. Au cours de ces états transi-toires, les amortisseurs 21 opèrent la diminution de l'amplitude des déplacements horizontaux du rotor et évitent efficacement les risques d'endommagement par contact dudit rotor avec une partie fixe quelconque.
On notera que la quantité d'énergie dissipée dans les amortisseurs 21 va en croissant en même temps que l'amplitude des oscillations pendulaires, de telle sorte que les performances du système de sécurité ainsi élaboré s'adaptent d'elles-mêmes à l'importance du balourd perturbateur et qu'on obtient finalement une auto-régulation du fonctionnement dynamique de la décanteuse.

Claims

1. Décanteuse centrifuge pendulaire, du genre comprenant un système de sécurité destiné à compléter les amortisseurs usuels d'oscillation en vue de limiter les déplacements horizontaux de l'ensemble tournant lors des régimes transitoires consécutifs notamment aux séismes et autres perturbations accidentelles, caractérisée en ce que le système de sécurité est formé par une seconde série d'amortisseurs (21) interposés entre le palier pendulaire (15) de l'arbre vertical (11) et le bâti fixe (20) de la machine, concentriquement à l'extérieur de la première série usuelle d'amortisseurs (18).

2. Décanteuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les amortisseurs (21) de la seconde série sont fixés d'une part à des consoles (22) rapportées latéralement à l'extérieur du bâti fixe (20) et d'autre part à des poutrelles horizontales (15c) rendues solidaires du palier (25) et engagées à travers des ouvertures verticales (20b) dudit bâti.