EP1496266B1 - Liaison entre disques aubagés sur la ligne rotor d'un compresseur - Google Patents

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EP1496266B1
EP1496266B1 EP04291706A EP04291706A EP1496266B1 EP 1496266 B1 EP1496266 B1 EP 1496266B1 EP 04291706 A EP04291706 A EP 04291706A EP 04291706 A EP04291706 A EP 04291706A EP 1496266 B1 EP1496266 B1 EP 1496266B1
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EP
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ring
rotor
holes
assembly
compressor
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EP04291706A
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Didier René André Escure
Gérard Gabriel Miraucourt
Francis Gilles Basile Soniak
Erick Jacques Boston
Jacques Robert Audet
Marie-France Bourgeois
Daniel Dao
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/644—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
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    • Y10T29/49948—Multipart cooperating fastener [e.g., bolt and nut]

Definitions

  • the invention relates to the field of high-pressure turbojet compressors, and more particularly to the connection between the bladed disc of the first stage of the rotor of the compressor and the bladed disc of the second stage of the rotor of the compressor.
  • the compressor receives the inlet air flow.
  • the bladed disc at the inlet of the compressor is likely to receive foreign bodies such as ice cubes, birds or others.
  • the first is thus the most exposed to damage by foreign bodies. Therefore, it is also the one that requires maintenance operations that may require disassembly of the blisk.
  • Any disassembly of the rotor line of the compressor comprising different parts causes balancing and alignment operations that require a passage to qualified and equipped maintenance workshop. During these disassembly operations, it is important that the rotor line is not broken.
  • the present invention improves the situation.
  • the invention relates to a connection between a first piece for attachment to the inlet of a compressor rotor, and an assembly of a second rotor part forming the inlet of the compressor rotor and attached to a third rotor part.
  • the piece is terminated by a first ring provided with a succession of holes and notches.
  • the first piece is terminated by a first ring provided with a succession of holes and notches, and the axis of the first ring is centered on the axis of rotation of the compressor rotor for attachment to the inlet of the compressor rotor
  • the second piece is terminated downstream by a second ring comprising holes
  • the third piece is completed upstream by a third ring comprising holes
  • the second and third rings being arranged one against the other, so as to place their holes opposite, and being fixed between them by first fixing means.
  • the first ring is disposed upstream of and against the second / third parts assembly so that the notches bypass the first fastening means of the second / third rotor assembly and that the at least some of the holes of the first ring are opposite holes in the second / third parts assembly, second fastening means fixing the first circular ring to the second / third parts assembly.
  • the first ring is in a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotor.
  • the part comprises a disc and blades attached on its periphery.
  • the part comprises a disc provided with a flange connected to the first ring, the flange and the ring being placed downstream of the disc so that the attachment of the disc with the second / third parts set is downstream. of the disk with respect to the flow direction of the flow in the compressor.
  • the second and third rings are in a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotor.
  • the securing means of the second / third rotor assembly are shorter than the fixing means for fixing the first ring to the second / third parts assembly.
  • fastening means comprise screw-nut systems.
  • the screw of the screw-nut system is retained by a ring allowing the screw to hold in the absence of the nut.
  • the invention relates in particular to a turbomachine comprising a high-pressure compressor provided with a connection as described above.
  • the invention further relates to a method of mounting a connection as described above, consisting of placing the second and third circular rings against each other, so as to place their holes opposite, to fix these second and third rings between them by first fastening means passing through some of the holes, to be placed in the remaining holes of the second fastening means adapted to fix the second / third piece assembly to the first piece, to place the first circular ring upstream of and against the second / third piece assembly so that the notches bypass the securing means of the assembly second / third rotor parts and that some of the holes of the first ring are traversed by the second fastening means in order to attach the first circular ring to the second / third piece assembly.
  • the invention further relates to a method of disassembling a connection as described above, consisting of undoing the second fastening means to remove the first piece of the compressor rotor and keep the assembly second piece / third piece of the rotor.
  • FIG. 1 shows a partial section of the rotor part of a turbojet high-pressure compressor composed of different compression stages E1 to E5, each comprising a disk D1 to D5 provided with an impeller ring A1 to A5.
  • Each compression stage is also composed, downstream of each blisk, of a flow rectifier not shown and forming part of the stator part of the compressor. Each rectifier straighten the airflow before entering the next compression stage.
  • the rotor part and the stator part of the compressor delimit a "vein" for the flow of air to be compressed.
  • a rotor line is used to denote the continuous outer surface of the rotor forming the lower limit of this vein.
  • the bladed disks D2 to D5 of the compressor are formed in one piece called a set of disks.
  • the bladed disk D1 is advantageously a one-bladed blisk attached to the rotor upstream of the set of discs so that it can be easily removed for maintenance and maintenance purposes.
  • This first monobloc bladed disk constituting the first stage of the high-pressure compressor is capable of receiving foreign bodies such as ice cubes, birds or others.
  • the rotor part of the compressor is rotated by a shaft S itself driven in rotation by a turbine located downstream of the compressor. The axis of rotation is noted B.
  • upstream or downstream of the rotor elements is to be interpreted according to the SF direction of the air flow in the compressor.
  • the "internal” or “outer” denomination of the rings (or part of a ring) ending in a piece is to be interpreted as rings extending towards the interior of the piece, namely rings leaving the piece and having a radius decreases, respectively rings extending outwardly of the piece, namely rings leaving the room and whose radius increases.
  • FIG. 2 shows the connection between the bladed disks D1 and D2 according to the invention.
  • the rotor line is advantageously continuous at the inlet of the high-pressure compressor.
  • the rotor comprises, at the inlet of the compressor, a trunnion 30 of flared shape terminated by a radial ring 32.
  • the disk D2 comprises an upstream flange 20 extending in the direction of the trunnion and ending in a radial ring 22 whose surface upstream comes into contact with the downstream surface of the radial ring 32 of the pin.
  • the one-piece blisk D1 comprises a downstream flange 10 extending towards the radial ring 32 of the trunnion and ending in a radial ring 12 whose downstream surface comes into contact with the upstream surface of the radial ring 32.
  • blisk D1 the pin 30 and the disk D2 are connected to each other by a fastening means such as a screw-nut system 40 shown in Figure 2 passing through holes opposite the rings 12, 32 and 22
  • the downstream flange 10 with a symmetry of revolution of the blisk D1 allows a downstream connection of this disc with the rotor to meet the criteria of resistance to vibration, durability, and resistance to the loss of blades. this disk of the first stage of compression.
  • radial ring is meant a ring located in a radial plane, namely a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotor.
  • the rings could be inclined relative to the radial plane provided that their inclination allows the relative placement of the surfaces of the rings against each other as described above.
  • FIG. 3 represents the monoblock disc D1 without blade, this disc being able to receive blades.
  • This first piece of the rotor comprises a circular foot 11 surmounted by a circular plate 18 adapted to receive blades.
  • the circular foot 11 comprises the circular downstream flange 10 extending by way of example in the direction of the axis of rotation B and ending in the radial ring 12 provided with a succession of holes 14 and notches 16
  • the radial ring 12 comprises thirty two holes and eight notches distributed symmetrically between the thirty two holes.
  • the radial ring 12 is an outer ring.
  • FIG. 4 shows a second part of the rotor, namely the journal 30 comprising a first cylindrical upstream portion 31 flaring in a frustoconical portion 33, the latter ending downstream by a radial ring 32.
  • This radial ring is composed of an inner radial portion 35 called foot and an outer radial portion terminated by a flange 38 extending axially upstream and downstream.
  • the outer radial portion comprises holes 34 intended to be brought into contact with the holes and the notches of the outer radial ring 12 of the upstream disk D1 on the side of the upstream surface of the radial ring 32 and with the holes of FIG. the radial ring 22 of the downstream disk D2 on the side of the downstream surface of the radial ring 32.
  • FIG. 5 represents the disk D2 without blade, this disk being able to receive blades.
  • This second piece of the rotor comprises a circular foot 21 surmounted by a plate circular 28 adapted to receive blades.
  • the circular foot 21 comprises the circular downstream flange 20 tightening upstream in frustoconical form and ending in the radial ring 22 provided with a succession of holes 24.
  • the radial ring 22 is internal and includes forty holes. Notches 26 are distributed between the holes 24 so as to reduce the amount of material of the radial ring 22. These notches also serve as means for indicating the position of the holes 24.
  • Figures 6 and 7 show the steps of mounting a connection according to the invention.
  • the journal in a first step, is connected to the disk D2 by positioning the downstream surface of the outer radial ring 32 against the upstream surface of the internal radial ring 22 of the downstream disk D2 while screws the holes of the outer radial ring 32 and the holes of the inner radial ring 22.
  • the first fastening means such as screw / nut systems, are set up in some of the holes facing each other, these holes being detectable from the notches 26 of the inner radial ring 22 for example.
  • these marked holes correspond to the central holes of the set of holes located between two notches 26 by way of example.
  • the marked holes must correspond to the distribution of the notches 16 of the disk D1 for the reasons developed below.
  • the rotor line is continuous even in the absence of upstream disk D1, in other words, the vein of the air flow is maintained.
  • the pin 30 and the disk D2 form an assembly fixed by the first fastening means, this assembly is called the second / third rotor assembly.
  • the remaining holes are provided with a part of second fastening means, for example screw without nut, the head of the screw being pressed against the downstream surface of the internal radial ring 22 of the disk D2 and the end of the rod the screw extending substantially on the side of the upstream surface of the outer radial ring 32 of the pin 30 so as to receive the thickness of the outer radial ring 12 of the disk D1 and the fixing nut.
  • the screws of the second fastening means are retained by a ring thus avoiding the screws out of the holes when the nuts are not yet engaged on the screw rods.
  • Nuts are screwed onto the ends of the screws and are clamped against the upstream surface of the outer radial ring 12 of the disk D1.
  • the axial flange 38 of the outer radial ring 32 of the trunnion covers upstream the radial outer edge of the outer radial ring 12 of the disk D1, and downstream the radial outer edge of the internal radial ring 22 of the disk D2. .
  • the axial flange 38 thus makes it possible to exert a centripetal radial force on the external radial ring 12 of the disk D1 and on the internal radial ring 22 of the disk D2, in particular during operation.
  • the disassembly of the connection between the disk D1 and the trunnion / disk assembly D2 is carried out as follows.
  • the stator is partly removed to be able to access the fastening means located behind the disk D1.
  • the nuts of the second fastening means are unscrewed and removed.
  • the disk D1 can then be removed by axial traction upstream. It remains the pin and the disk D2 fixed together by the first fastening means, for example by eight screw-nut systems, and it also remains the ends of the screw rods of the second fixing means retained by the rods.
  • the monoblock disk D1 can be removed from the rotor with great ease and without having to break the rotor line.
  • the monoblock disk D1 can be repaired or replaced by another monoblock disk D1 in good condition.
  • the mounting of this disk D1 is effected as stated above by matching the notches 16 with the first fastening means and the holes 14 with a portion of the second fastening means, namely the screw rods.
  • connection is performed without the presence of the stator which is disposed after implementation of the connection.
  • a variant of this embodiment would allow mounting of the connection with the presence of the stator: screw / nut systems must then be reversed (the nut being located instead of the head of the screw and vice versa).
  • FIG. 8 represents an alternative embodiment of the connection according to the invention.
  • the disk DD1 consists of a flange 110 extending axially in a slightly inclined manner and terminating in an internal radial ring 112 adapted to be placed against the upstream surface of the outer radial ring 132 of the trunnion 130.
  • ring 112 comprises a succession of holes and notches such as ring 12.
  • Disk DD2 is the same as disk D2 and its inner radial ring 122 is adapted to be placed against the downstream surface of the outer radial ring 132 of the pin 130.
  • the rings 132 and 122 are made as the rings 32 and 22.
  • the DD1 disk comprises a shortened foot compared to the previous embodiment of the disk D1 so that it is possible to access the fastening means 140, similar to the fastening means 40 of the previous embodiment, by a passage between the foot of the disk DD1 and the trunnion 130.
  • This embodiment makes it possible in particular not to have to remove the stator during assembly or disassembly of the disk DD1. Otherwise, the method of assembly and disassembly correspond to those described above.
  • the first fixing means of the trunnion / disc D2 assembly are shorter than the second fixing means for fixing the first circular ring to the trunnion / disk D2 assembly.
  • the invention thus makes it possible to replace, without particular maintenance or loss of time, the bladed monobloc disc, the part most subjected to problems in service and having the greatest impact on the performance of the compressor.
  • the invention is not limited to a bolted connection between a disc, a first rotor part and a fixed assembly of second and third rotor parts but may extend to any part requiring separate disassembly from a set of fixed parts. between them.

Description

  • L'invention concerne le domaine des compresseurs haute-pression de turboréacteur, et plus particulièrement celui de la liaison entre le disque aubagé du premier étage du rotor du compresseur et le disque aubagé du deuxième étage du rotor du compresseur.
  • Dans le cas de turboréacteurs d'avion, le compresseur reçoit le flux d'air d'entrée. Le disque aubagé à l'entrée du compresseur est susceptible de recevoir des corps étrangers tels que glaçons, oiseaux ou autres. Parmi les différents disques aubagés du compresseur, le premier est ainsi le plus exposé aux endommagements par des corps étrangers. De ce fait, il est également celui qui requiert des opérations de maintenance pouvant nécessiter le démontage du disque aubagé. Tout démontage de la ligne rotor du compresseur comprenant différentes pièces entraîne des opérations d'équilibrage et d'alignement qui nécessite un passage en atelier de maintenance qualifié et outillé. Lors de ces opérations de démontage, il est important que la ligne rotor ne soit pas rompue.
  • Une solution a été proposée dans EP 1 122 443 où un disque aubagé monobloc (DAM) est utilisé comme premier disque aubagé du compresseur. Ce disque aubagé est fixé par une bride amont à l'entrée du compresseur. Toutefois, cette solution n'apporte pas entière satisfaction puisqu'elle ne permet pas de respecter certains critères relatifs au disque aubagé par exemple un critère de tenue aux vibrations, un critère de durée de vie, ou un critère de tenue à la perte d'aubes.
  • Le document US 6,499,957 décrit une pièce pour rattachement à l'entrée d'un rotor de compresseur, qui comporte un premier anneau muni d'une succession de trous et d'encoches.
  • La présente invention vient améliorer la situation.
  • L'invention concerne une liaison entre une première pièce pour rattachement à l'entrée d'un rotor de compresseur, et un ensemble d'une deuxième pièce de rotor formant l'entrée du rotor de compresseur et fixée à une troisième pièce de rotor.
  • Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la pièce est terminée par un premier anneau muni d'une succession de trous et d'encoches. La première pièce est terminée par un premier anneau muni d'une succession de trous et d'encoches, et l'axe du premier anneau est centré sur l'axe de rotation du rotor de compresseur pour rattachement à l'entrée du rotor de compresseur, la deuxième pièce est terminée en aval par un deuxième anneau comprenant des trous, la troisième pièce est terminée en amont par un troisième anneau comprenant des trous, les deuxième et troisième anneaux étant disposés l'un contre l'autre, de manière à placer leurs trous en vis à vis, et étant fixés entre eux par des premiers moyens de fixation.
  • Selon une autre caractéristique, le premier anneau est disposé en amont de et contre l'ensemble deuxième/troisième pièces de façon à ce que les encoches contournent les premiers moyens de fixation de l'ensemble deuxième/troisième pièces du rotor et à ce que au moins certains des trous du premier anneau soient en vis à vis de trous de l'ensemble deuxième/troisième pièces, des seconds moyens de fixation fixant le premier anneau circulaire à l'ensemble deuxième/troisième pièces.
  • Préférentiellement, le premier anneau est dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor.
  • Avantageusement, la pièce comprend un disque et des aubes attachées sur sa périphérie.
  • En outre, la pièce comprend un disque muni d'une bride reliée au premier anneau, la bride et l'anneau étant placés en aval du disque de façon que la fixation du disque avec l'ensemble deuxième/troisième pièces s'effectue en aval du disque par rapport au sens d'écoulement du flux dans le compresseur.
  • Préférentiellement, les deuxième et troisième anneaux sont dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor.
  • Avantageusement, les moyens de fixation de l'ensemble deuxième/troisième pièces du rotor sont plus courts que les moyens de fixation permettant de fixer le premier anneau à l'ensemble deuxième/troisième pièces.
  • En outre, les moyens de fixation comprennent des systèmes vis-écrou.
  • Préférentiellement, la vis du système vis-écrou est retenue par un jonc permettant à la vis de tenir en cas d'absence de l'écrou.
  • L'invention concerne notamment une turbomachine comprenant un compresseur haute-pression muni d'une liaison comme décrite plus haut.
  • L'invention concerne de plus un procédé de montage d'une liaison comme décrite précédemment, consistant à placer les deuxième et troisième anneaux circulaires l'un contre l'autre, de manière à placer leurs trous en vis à vis, à fixer ces deuxième et troisième anneaux entre eux par des premiers moyens de fixation traversant certains des trous, à placer dans les trous restant des seconds moyens de fixation aptes à fixer l'ensemble deuxième/troisième pièce à la première pièce, à placer le premier anneau circulaire en amont de et contre l'ensemble deuxième/troisième pièce de façon à ce que les encoches contournent les moyens de fixation de l'ensemble deuxième/troisième pièces du rotor et à ce que certains des trous du premier anneau soient traversés par les seconds moyens de fixation afin de fixer le premier anneau circulaire à l'ensemble deuxième/troisième pièces.
  • L'invention concerne en outre un procédé de démontage d'une liaison comme décrite précédemment, consistant à défaire les seconds moyens de fixation pour enlever la première pièce du rotor de compresseur et conserver l'ensemble deuxième pièce/troisième pièce du rotor.
  • Les figures ci-après illustrent de manière non limitative des modes de réalisation de l'invention :
    • la figure 1 représente une demi-vue en coupe selon l'axe de rotation d'un compresseur de turboréacteur composé de différents disques aubagés,
    • la figure 2 représente en détail les premier et deuxième disques aubagés de compresseur de la figure 1 reliés entre-eux par une liaison selon l'invention,
    • la figure 3 représente un secteur en relief du premier disque sans aube selon l'invention,
    • la figure 4 représente un secteur en relief du tourillon selon l'invention,
    • la figure 5 représente un secteur en relief du deuxième disque sans aube selon l'invention,
    • la figure 6 représente la première phase du montage de la liaison selon l'invention consistant en l'assemblage du tourillon et du deuxième disque,
    • la figure 7 représente la deuxième phase du montage de la liaison selon l'invention consistant en l'assemblage du premier disque avec l'ensemble du tourillon et du deuxième disque,
    • la figure 8 représente une variante de réalisation de la liaison selon l'invention.
  • Les dessins contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la description, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant.
  • La figure 1 représente une coupe partielle de la partie rotor d'un compresseur haute-pression de turboréacteur composé de différents étages de compression E1 à E5, comprenant chacun un disque D1 à D5 muni d'une couronne d'aubes A1 à A5. Chaque étage de compression est également composé, en aval de chaque disque aubagé, d'un redresseur de flux non représenté et faisant partie de la partie stator du compresseur. Chaque redresseur permet de redresser le flux d'air avant l'entrée dans le prochain étage de compression. La partie rotor et la partie stator du compresseur délimitent une "veine" pour le flux d'air à comprimer. On parle de ligne rotor pour désigner la surface extérieure continue du rotor formant la limite inférieur de cette veine. Les disques aubagés D2 à D5 du compresseur sont formés en une seule pièce appelée ensemble de disques. Le disque aubagé D1 est avantageusement un disque aubagé monobloc rattaché au rotor en amont de l'ensemble de disques pour pouvoir être facilement démonté aux fins de maintenance et d'entretien. Ce premier disque aubagé monobloc composant le premier étage du compresseur haute-pression est susceptible de recevoir des corps étrangers tels que glaçons, oiseaux ou autres. La partie rotor du compresseur est entraînée en rotation par un arbre S entraîné lui-même en rotation par une turbine située en aval du compresseur. L'axe de rotation est noté B.
  • La dénomination "amont" ou "aval" des éléments du rotor est à interpréter en fonction du sens SF du flux d'air dans le compresseur. La dénomination "interne" respectivement "externe" des anneaux (ou partie d'anneau) terminant une pièce est à interpréter comme des anneaux s'étendant vers l'intérieur de la pièce, à savoir des anneaux partant de la pièce et dont le rayon diminue, respectivement des anneaux s'étendant vers l'extérieur de la pièce, à savoir des anneaux partant de la pièce et dont le rayon augmente.
  • La figure 2 représente la liaison entre les disques aubagés D1 et D2 selon l'invention. La ligne du rotor est avantageusement continue à l'entrée du compresseur haute-pression. Le rotor comprend, à l'entrée du compresseur, un tourillon 30 de forme évasée terminé par un anneau radial 32. Le disque D2 comprend une bride amont 20 s'étendant en direction du tourillon et se terminant par un anneau radial 22 dont la surface amont vient en contact avec la surface aval de l'anneau radial 32 du tourillon. Le disque aubagé monobloc D1 comprend une bride aval 10 s'étendant en direction de l'anneau radial 32 du tourillon et se terminant par un anneau radial 12 dont la surface aval vient en contact avec la surface amont de l'anneau radial 32. Le disque aubagé monobloc D1, le tourillon 30 et le disque D2 sont reliés entre-eux par un moyen de fixation comme un système vis-écrou 40 représenté sur la figure 2 passant à travers des trous en vis à vis des anneaux 12, 32 et 22. La bride aval 10 à symétrie de révolution du disque aubagé monobloc D1 permet de réaliser une liaison aval de ce disque avec le rotor pour répondre aux critères de tenue aux vibrations, de durée de vie, et de tenue à la perte d'aubes de ce disque du premier étage de compression.
  • Par anneau radial, on entend un anneau situé dans un plan radial, à savoir un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor. Toutefois, les anneaux pourraient être inclinés par rapport au plan radial à condition que leur inclinaison permettent le placement relatif des surfaces des anneaux les unes contre les autres comme décrit plus haut.
  • Chaque élément ou pièce de la liaison est plus particulièrement détaillé en référence aux figures 3, 4 et 5.
  • La figure 3 représente le disque monobloc D1 sans aube, ce disque étant apte à recevoir des aubes. Cette première pièce du rotor comprend un pied circulaire 11 surmonté d'un plateau circulaire 18 apte à recevoir des aubes. Le pied circulaire 11 comprend la bride aval circulaire 10 s'étendant à titre d'exemple dans la direction de l'axe de rotation B et se terminant par l'anneau radial 12 muni d'une succession de trous 14 et d'encoches 16. Dans un exemple de réalisation, l'anneau radial 12 comprend trente deux trous et huit encoches répartis symétriquement entre les trente deux trous. Dans la réalisation de la figure, l'anneau radial 12 est un anneau externe.
  • La figure 4 représente une deuxième pièce du rotor, à savoir le tourillon 30 comprenant une première partie amont cylindrique 31 s'évasant en une partie tronconique 33, cette dernière se terminant en aval par un anneau radial 32. Cet anneau radial est composé d'une partie radiale interne 35 appelée pied et d'une partie radiale externe terminée par un rebord 38 s'étendant axialement vers l'amont et vers l'aval. La partie radiale externe comprend des trous 34 destinés à être mis en vis à vis avec les trous et les encoches de l'anneau radial externe 12 du disque amont D1 du côté de la surface amont de l'anneau radial 32 et avec les trous de l'anneau radial 22 du disque aval D2 du côté de la surface aval de l'anneau radial 32.
  • La figure 5 représente le disque D2 sans aube, ce disque étant apte à recevoir des aubes. Cette deuxième pièce du rotor comprend un pied circulaire 21 surmonté d'un plateau circulaire 28 apte à recevoir des aubes. Le pied circulaire 21 comprend la bride aval circulaire 20 se resserrant vers l'amont sous forme tronconique et se terminant par l'anneau radial 22 muni d'une succession de trous 24. Dans un exemple de réalisation, l'anneau radial 22 est interne et comprend quarante trous. Des encoches 26 sont réparties entre les trous 24 de manière à diminuer la quantité de matière de l'anneau radial 22. Ces encoches servent également comme moyen d'indication de la position des trous 24.
  • Les figures 6 et 7 représentent les étapes de montage d'une liaison selon l'invention.
  • Selon la figure 6, dans une première étape, le tourillon est relié au disque D2 en positionnant la surface aval de l'anneau radial externe 32 contre la surface amont de l'anneau radial interne 22 du disque aval D2 tout en mettant en vis à vis les trous de l'anneau radial externe 32 et les trous de l'anneau radial interne 22. Des premiers moyens de fixation, comme des systèmes vis/écrou, sont mis en place dans certains des trous en vis à vis, ces trous étant repérables à partir des encoches 26 de l'anneau radial interne 22 par exemple. Ainsi, ces trous repérés correspondent aux trous centraux de l'ensemble de trous situés entre deux encoches 26 à titre d'exemple. Les trous repérés doivent correspondre à la répartition des encoches 16 du disque D1 pour les raisons développées plus loin. Grâce à la présence de la liaison entre le tourillon et le disque D2, la ligne rotor est continue même en absence de disque amont D1, en d'autres termes, la veine du flux d'air est maintenue. Le tourillon 30 et le disque D2 forment un ensemble fixé par les premiers moyens de fixation, cet ensemble est appelé l'ensemble deuxième/troisième pièces du rotor. Les trous restants sont munis d'une partie de seconds moyens de fixation, par exemple de vis sans écrou, la tête de la vis étant appuyée contre la surface aval de l'anneau radial interne 22 du disque D2 et l'extrémité de la tige de la vis dépassant largement du côté de la surface amont de l'anneau radial externe 32 du tourillon 30 de façon à pouvoir recevoir l'épaisseur de l'anneau radial externe 12 du disque D1 puis l'écrou de fixation. De manière avantageuse, les vis des seconds moyens de fixation sont retenues par un jonc évitant ainsi aux vis de sortir des trous lorsque les écrous ne sont pas encore engagés sur les tiges de vis.
  • Selon la figure 7, dans une deuxième étape, l'axe du disque D1 est centré sur l'axe de rotation du rotor de compresseur pour le rattachement à l'entrée du rotor du compresseur. Ainsi, l'anneau radial externe 12 est placé contre la surface amont de l'anneau radial externe 32 du tourillon. Pour ce faire:
    • les encoches 16 sont d'abord placées en vis à vis des premiers moyens de fixation puis contournent ces derniers une fois l'anneau radial externe 12 placé contre la surface amont de l'anneau radial externe 32,
    • les trous 14 du premier anneau 12 sont placés en vis à vis des trous restants de l'ensemble deuxième/troisième pièces du rotor, en d'autres termes, les trous 14 sont pénétrés par les extrémités des tiges de vis des seconds moyens de fixation qui dépassent de la surface amont de l'anneau radial externe 12 du disque D1.
  • Des écrous sont vissés sur les extrémités des vis et sont serrés contre la surface amont de l'anneau radial externe 12 du disque D1. Avantageusement, le rebord 38 axial de l'anneau radial externe 32 du tourillon recouvre en amont le bord externe radial de l'anneau radial externe 12 du disque D1, et en aval le bord externe radial de l'anneau radial interne 22 du disque D2. Le rebord axial 38 permet ainsi d'exercer une force radiale centripète sur l'anneau radial externe 12 du disque D1 et sur l'anneau radial interne 22 du disque D2, notamment en fonctionnement.
  • Le démontage de la liaison entre le disque D1 et l'ensemble tourillon/disque D2 s'effectue comme suit. Dans la réalisation de la figure 2, le stator est en partie enlevé pour pouvoir avoir accès aux moyens de fixation situés en arrière du disque D1.
  • Les écrous des seconds moyens de fixation sont dévissés et enlevés. Le disque D1 peut alors être retiré par traction axiale vers l'amont. Il reste le tourillon et le disque D2 fixés ensemble par les premiers moyens de fixation, par exemple par huit systèmes vis-écrou, et il reste également les extrémités des tiges de vis des seconds moyens de fixation retenus par les joncs. Ainsi, le disque monobloc D1 peut être enlevé du rotor avec une grande facilité et sans avoir à rompre la ligne du rotor. Le disque monobloc D1 peut être réparé ou remplacé par un autre disque monobloc D1 en bon état. Le montage de ce disque D1 s'effectue comme énoncé plus haut en faisant correspondre les encoches 16 avec les premiers moyens de fixation et les trous 14 avec une partie des seconds moyens de fixation, à savoir les tiges de vis.
  • Le montage de la liaison selon le mode de réalisation des figures 6 et 7 s'effectue sans la présence du stator qui est disposé après mise en place de la liaison. Une variante de ce mode de réalisation permettrait un montage de la liaison avec la présence du stator : les systèmes vis/écrous doivent alors être inversés (l'écrou étant situé à la place de la tête de la vis et inversement).
  • La figure 8 représente une variante de réalisation de la liaison selon l'invention.
  • Ainsi, le disque DD1 est constitué d'une bride 110 s'étendant axialement de façon légèrement inclinée et se terminant par un anneau radial interne 112 apte à être placé contre la surface amont de l'anneau radial externe 132 du tourillon 130. L'anneau 112 comprend une succession de trous et d'encoches comme l'anneau 12. Le disque DD2 est le même que le disque D2 et son anneau radial interne 122 est apte à être placé contre la surface aval de l'anneau radial externe 132 du tourillon 130. Les anneaux 132 et 122 sont réalisés comme les anneaux 32 et 22. Le disque DD1 comprend un pied raccourci par rapport à la réalisation précédente du disque D1 de sorte qu'il est possible d'accéder aux moyens de fixation 140, semblables aux moyens de fixation 40 de la réalisation précédente, par un passage entre le pied du disque DD1 et le tourillon 130.
  • Cette réalisation permet notamment de ne pas avoir à enlever le stator lors du montage ou du démontage du disque DD1. Sinon, le procédé de montage et de démontage correspondent à ceux décrits précédemment.
  • De manière générale, les premiers moyens de fixation de l'ensemble tourillon/disque D2 sont plus courts que les seconds moyens de fixation permettant de fixer le premier anneau circulaire à l'ensemble tourillon/disque D2.
  • L'invention permet ainsi de remplacer sans maintenance particulière ni perte de temps, le disque monobloc aubagé, pièce la plus soumise aux problèmes en service et ayant le plus d'impact sur les performances du compresseur.
  • L'invention ne se limite pas à une liaison boulonnée entre un disque, première pièce de rotor et un ensemble fixé de deuxième et troisième pièces de rotor mais peut s'étendre à toute pièce nécessitant le démontage séparé d'avec un ensemble de pièces fixées entre-elles.
  • L'invention ne se limite pas non plus aux modes de réalisation de dispositif de fixation décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (11)

  1. Liaison entre une première pièce (D1) pour rattachement à l'entrée d'un rotor de compresseur, et un ensemble d'une deuxième pièce (30) de rotor formant l'entrée du rotor de compresseur fixée à une troisième (D2) pièce de rotor, la première pièce (D1) étant terminée par un premier anneau (12) muni d'une succession de trous (14) et d'encoches (16) et l'axe du premier anneau (12) étant centré sur l'axe de rotation (B) du rotor de compresseur pour rattachement à l'entrée du rotor de compresseur, la deuxième pièce (30) étant terminée en aval par un deuxième anneau (32) comprenant des trous, la troisième pièce (D2) étant terminée en amont par un troisième anneau (22) comprenant des trous, les deuxième et troisième anneaux étant disposés l'un contre l'autre, de manière à placer leurs trous en vis à vis, et étant fixés entre eux par des premiers moyens de fixation, caractérisé en ce que le premier anneau (12) est disposé en amont de et contre l'ensemble deuxième/troisième pièces de façon à ce que les encoches contournent les premiers moyens de fixation de l'ensemble deuxième/troisième pièces du rotor et à ce que au moins certains des trous (14) du premier anneau (12) soient en vis à vis de trous de l'ensemble deuxième/troisième pièces, des seconds moyens de fixation fixant le premier anneau circulaire à l'ensemble deuxième/troisième pièces.
  2. Liaison selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier anneau (12) est dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (B) du rotor.
  3. Liaison selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un disque (D1) et des aubes attachées sur sa périphérie.
  4. Liaison selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un disque (D1) muni d'une bride (10) reliée au premier anneau (12), la bride (10) et l'anneau (12) étant placés en aval du disque (D1) de façon que la fixation du disque (D1) avec l'ensemble deuxième/troisième pièces s'effectue en aval du disque (D1) par rapport au sens d'écoulement du flux dans le compresseur.
  5. Liaison selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deuxième (32) et troisième (22) anneaux sont dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (B) du rotor.
  6. Liaison selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de fixation de l'ensemble deuxième/troisième pièces du rotor sont plus courts que les moyens de fixation permettant de fixer le premier anneau à l'ensemble deuxième/troisième pièces.
  7. Liaison selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de fixation comprennent des systèmes vis-écrou.
  8. Liaison selon la revendication 7, caractérisée en ce que la vis du système vis-écrou est retenue par un jonc permettant à la vis de tenir en cas d'absence de l'écrou.
  9. Turbomachine comprenant un compresseur haute-pression muni d'une liaison selon l'une des revendications précédentes.
  10. Procédé de montage d'une liaison selon l'une des revendications 1 à 8 consistant à placer les deuxième (32) et troisième (22) anneaux circulaires l'un contre l'autre, de manière à placer leurs trous en vis à vis, à fixer ces deuxième (32) et troisième (22) anneaux entre eux par des premiers moyens de fixation traversant certains des trous, à placer dans les trous restant des seconds moyens de fixation aptes à fixer l'ensemble deuxième/troisième pièce à la première pièce, à placer le premier anneau (12) circulaire en amont de et contre l'ensemble deuxième/troisième pièce de façon à ce que les encoches contournent les moyens de fixation de l'ensemble deuxième/troisième pièces du rotor et à ce que certains des trous du premier anneau (12) soient traversés par les seconds moyens de fixation afin de fixer le premier anneau (12) circulaire à l'ensemble deuxième/troisième pièces.
  11. Procédé de démontage d'une liaison selon l'une des revendications 1 à 8 consistant à défaire les seconds moyens de fixation pour enlever la première pièce du rotor de compresseur et conserver l'ensemble deuxième pièce/troisième pièce du rotor.
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