FR2489427A1 - Distribution chamber in hydraulic piston motor - has several sections, one connecting to outflow via holes in central tube and chamber walls - Google Patents

Distribution chamber in hydraulic piston motor - has several sections, one connecting to outflow via holes in central tube and chamber walls Download PDF

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FR2489427A1 FR8018490A FR8018490A FR2489427A1 FR 2489427 A1 FR2489427 A1 FR 2489427A1 FR 8018490 A FR8018490 A FR 8018490A FR 8018490 A FR8018490 A FR 8018490A FR 2489427 A1 FR2489427 A1 FR 2489427A1
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Abstract

The hydraulic piston motor is for rotation of running wheel blades in water power machines, and comprises a piston (1) and a distribution chamber (4) with a central tube (24) which individually connects the motor's opposing chambers with coaxial pressure feed (18) channels (19,20). It also connects an inner hollow chamber (12) in the running wheel with an outlet channel (22). The distribution chamber (4) has at least three separate sections, formed by lengthways intermediary walls, two of the sections connecting the opposing chambers of the motor to the pressure feed channels. One of the sections can be connected to the outflow channel (22) through a hole (34) in the central tube wall, and via another in the one wall (15,17) of the distribution chamber.

Description

L'invention se rapporte aux machines hydrauliques à aubes orientables, telles que les turbines et les pompes. The invention relates to hydraulic machines with steerable blades, such as turbines and pumps.

Plus particulièrement, l'objet de la présente invention est un moteur hydraulique & piston, destiné à faire pivoter les aubes du rotor d'une machine hydraulique.More particularly, the object of the present invention is a hydraulic motor & piston, intended to rotate the blades of the rotor of a hydraulic machine.

L'invention peut être avantageusement utilisée dans des machines de puissance élevée, dans lesquelles un débit et une pression du fluide hydraulique importants sont nécessaires pour l'orientation des aubes du rotor. The invention can advantageously be used in machines of high power, in which a high flow rate and pressure of the hydraulic fluid are necessary for the orientation of the blades of the rotor.

On connaît un moteur hydraulique à piston pour faire pivoter les aubes du rotor d'une turbine hydraulique, comportant un piston pouvant se déplacer dans une cavité cylindrique du corps du rotor et une chambre de distribution coaxiale et fixée au piston, cette chambre comportant des compartiments isolés pour la communication séparée des cavités opposees du moteur avec les canaux d'un conduit de refoulement coaxial, relié & l'une des parois d'extrémité de la chambre de distribution, à l'autre côté de laquelle est adjacent par l'une de ses extrémités un conduit central, passant par la chambre de distribution et sortant, par son extrémité ouverte, à travers l'autre paroi d'extrémité de cette chambre pour assurer la communication de la cavité intérieure du rotor avec l'intérieur du conduit central, ce dernier pouvant en outre communiquer avec un conduit de décharge prévu autour du conduit de refoulement coaxial (comme décrit dans le certificat d'auteur URSS NO 378 652). A hydraulic piston motor is known for rotating the blades of the rotor of a hydraulic turbine, comprising a piston which can move in a cylindrical cavity of the rotor body and a coaxial distribution chamber and fixed to the piston, this chamber comprising compartments. insulated for the separate communication of the opposite cavities of the motor with the channels of a coaxial delivery duct, connected to one of the end walls of the distribution chamber, to the other side of which is adjacent by one from its ends a central conduit, passing through the distribution chamber and exiting, through its open end, through the other end wall of this chamber to ensure the communication of the interior cavity of the rotor with the interior of the central conduit , the latter also being able to communicate with a discharge conduit provided around the coaxial discharge conduit (as described in the USSR author's certificate NO 378 652).

Dans ce moteur, les compartiments isolés pour la communication séparée des cavitées opposées du moteur avec les canaux du conduit de refoulement coaxial sont disposés concentriquement par rapport au conduit central. Dans la paroi d'extrémité de la chambre de distribution, à laquelle est relié le conduit de refoulement coaxial, sont percés des passages rectilignes pour la communication desdits compartiments isolés avec les canaux du conduit de refoulement coaxial, et des passages incurvés avec une partie radiale pour la communication de l'intérieur du conduit central de la chambre de distribution avec le conduit de décharge. In this motor, the isolated compartments for the separate communication of the opposite cavities of the motor with the channels of the coaxial delivery duct are arranged concentrically with respect to the central duct. In the end wall of the distribution chamber, to which the coaxial discharge conduit is connected, are pierced rectilinear passages for the communication of said isolated compartments with the channels of the coaxial discharge conduit, and curved passages with a radial part for communication from inside the central duct of the distribution chamber with the discharge duct.

Lesdites parties radiales des passages pour la communication de l'intérieur de conduit central de la chambre de distribution avec le conduit de décharge sont disposées entre lesdits passages rectilignes pour la communication des compartiments isolés de la chambre de distribution avec les canaux du conduit de refoulement coaxial. Said radial portions of the passages for the communication of the interior of the central duct of the distribution chamber with the discharge duct are arranged between said straight passages for the communication of the isolated compartments of the distribution chamber with the channels of the coaxial discharge duct .

Avec une telle disposition des passages dans la paroi d'extrémité de la chambre de distribution il est difficile de donner les dimensions nécessaires aux sections de ces passages. On ne peut pas éviter cette difficulté par une augmente tation -des dimensions de la section transversale de la chambre de distribution, car cela mene à une réduction de la surface du piston, exposée & la pression du fluide hydraulique, ce qui pose le problème, encore plus compliqués de la production d'un effort suffisant, qui ne peut être obtenu qu'au moyen d'une augmentation du diamètre du piston et, par conséquent, des dimensions du rotor, ou bien, en faisant appel à une commande hydraulique avec une pression plus élevée du fluide.En même temps, la section réduite des passages dans ladite paroi d'extrémité de la chambre de distribution est la cause d'une résistance hydraulique accrue, qui provoque, à son touxa une perte considérable de puissance de la commande hydraulique et la formation de pointes de pression du fluide hydraulique au moment du changement de sens de son alimentation. En outre, l'accroissement de la résistance hydraulique dans le circuit de décharge du fluide à partir de la cavité intérieure du rotor produit une augmentation de la pression du fluide hydraulique dans cette cavité, pression qui est transmise aux joints d'étanchéité des aubes du rotor, ce qui est la cause de fuites de fluide hydraulique à travers ces joints et d'une contamination de l'environ- nement.Ces conséquences indésirables de l'augmentation de la résistance hydraulique contraignent a réduire la vitesse avec laquelle s'effectue la commande de 1orientation des aubes du rotor de la machine hydraulique, ce qui nuit au centrale de son fonctionnement. With such an arrangement of passages in the end wall of the distribution chamber it is difficult to give the dimensions necessary for the sections of these passages. This difficulty cannot be avoided by an increase in the dimensions of the cross section of the distribution chamber, as this leads to a reduction in the surface of the piston, exposed to the pressure of the hydraulic fluid, which poses the problem, further complicated by the production of sufficient effort, which can only be obtained by increasing the diameter of the piston and, consequently, the dimensions of the rotor, or else by using hydraulic control with higher fluid pressure. At the same time, the reduced cross-section of the passages in said end wall of the distribution chamber is the cause of increased hydraulic resistance, which causes, on coughing, a considerable loss of power of the hydraulic control and the formation of pressure peaks of the hydraulic fluid when the direction of its supply changes. In addition, the increase in hydraulic resistance in the fluid discharge circuit from the interior cavity of the rotor produces an increase in the pressure of the hydraulic fluid in this cavity, pressure which is transmitted to the seals of the blades of the rotor, which causes hydraulic fluid to leak through these seals and contamination of the environment. These undesirable consequences of the increase in hydraulic resistance mean that the speed with which the 1orientation control of the blades of the rotor of the hydraulic machine, which affects the central operation.

Le but de l'invention est de fournir un moteur hydraulique à piston pour assurer l'orientation des aubes du rotor d'une machine hydraulique, dans lequel la chambre de distribution soit construite de telle façon que les passages pour le fluide hydraulique puissent avoir une section suffisamment grande sans réduction de la surface du piston exposée à la pression du fluide hydraulique. The object of the invention is to provide a hydraulic piston motor for ensuring the orientation of the blades of the rotor of a hydraulic machine, in which the distribution chamber is constructed in such a way that the passages for the hydraulic fluid can have a sufficiently large section without reduction of the piston surface exposed to the pressure of the hydraulic fluid.

L'invention a pour objet à cet effet un moteur hydraulique à piston pour assurer l'orientation des aubes du rotor d'une machine hydraulique, du type comportant un piston pouvant se déplacer dans une cavité cylindrique du corps du rot or et une chambre de distribution coaxiale et fixée audit piston, cette chambre comprenant des compartiments isolés pour la communication séparée des cavités opposées du moteur avec les canaux d'un conduit de refoulement coaxial relié à l'une des parois d'extrémité de la chambre de distribution, à l'autre cSté de laquelle est adjacent par l'une de ses extrémités un conduit central passant par la chambre de distribution et sortant, par son extrémité ouverte, à travers l'autre paroi d'extrémité de cette chambre pour assurer la communication de la cavité intérieure du rotor avec l'intérieur du conduit central, ce dernier pouvant en outre communiquer avec un conduit de décharge prévu autour du conduit de refoulement coaxial, moteur dans lequel, selon l'invention, la chambre de distribution comporte des cloisons longitudinales s'étendant à partir du conduit central vers la paroi latérale de cette chambre et formant, conjointement avec les parois de cette dernière et celle du conduit central, des compartiments séparés dont l'un desquels communique avec l'intérieur du conduit central par un orifice prévu dans sa paroi et peut communiquer par un autre orifice, prévu dans la paroi de la chambre de distribution, avec le conduit de décharge hors des limites de la surface en section transversale du conduit de refoulement coaxial.  The object of the invention is for this purpose a hydraulic piston motor for ensuring the orientation of the blades of the rotor of a hydraulic machine, of the type comprising a piston which can move in a cylindrical cavity of the body of the gold rot and a coaxial distribution and fixed to said piston, this chamber comprising insulated compartments for the separate communication of the opposite cavities of the motor with the channels of a coaxial discharge conduit connected to one of the end walls of the distribution chamber, at the '' other side of which is adjacent by one of its ends a central duct passing through the distribution chamber and exiting, through its open end, through the other end wall of this chamber to ensure the communication of the cavity interior of the rotor with the interior of the central duct, the latter being able to further communicate with a discharge duct provided around the coaxial discharge duct, motor in which, according to the invention, on, the distribution chamber has longitudinal partitions extending from the central duct to the side wall of this chamber and forming, jointly with the walls of the latter and that of the central duct, separate compartments, one of which communicates with the interior of the central duct by an orifice provided in its wall and can communicate through another orifice, provided in the wall of the distribution chamber, with the discharge duct outside the limits of the cross-sectional area of the discharge duct coaxial.

Avec cet agencement, la paroi d'extrémité de la chambre de distribution, à laquelle est fixé le conduit de refoulement coaxial, ne doit être percée d'orifices, dans les limites de la surface en section transversale dudit conduit, que pour ceux des compartiments, qui doivent communiquer avec les chambres formées au dessus et au dessous du piston. L'existence du troisième compartiment s'étendant depuis le conduit central à la paroi de la chambre de distribution, permet d'assurer la communication entre l'intérieur du conduit central et le oonduit de décharge par le passage prévu dans la paroi de la chambre de distribution ou par le passage prévu dans sa paroi d'extrémité situé hors des limites de la surface en section transversale du conduit de refoulement coaxial.Grâce à ce fait, les passages pour la communication de la chambre de distribution avec les canaux du conduit de refoulement coaxial et celui pour la communication de la chambre de distribution avec le conduit de décharge n'exercent aucune influence l'un sur l'autre et, par conséquent, on peut les réaliser avec les dimensions nécessaires en sections sans pour autant devoir augmenter les dimensions de la section transversale de la chambre de distribution, grâce à quoi la surface du piston exposée à la pression du fluide hydraulique n'est pas diminuée. With this arrangement, the end wall of the distribution chamber, to which the coaxial delivery duct is fixed, must not be pierced with orifices, within the limits of the cross-sectional area of said duct, except for those of the compartments , which must communicate with the chambers formed above and below the piston. The existence of the third compartment extending from the central duct to the wall of the distribution chamber, makes it possible to ensure communication between the interior of the central duct and the discharge duct through the passage provided in the wall of the chamber distribution or through the passage provided in its end wall located outside the limits of the cross-sectional area of the coaxial delivery duct. Thanks to this fact, the passages for the communication of the distribution chamber with the channels of the distribution duct coaxial discharge and that for the communication of the distribution chamber with the discharge conduit have no influence on each other and, therefore, they can be produced with the necessary dimensions in sections without having to increase the dimensions of the cross section of the distribution chamber, whereby the surface of the piston exposed to the pressure of the hydraulic fluid is not reduced.

Etant donné l'augmentation des sections des passages dans la chambre de distribution, leur résistance hydraulique diminue, d'où une diminution des pertes de puissance de la commande hydraulique, la suppression des pointes de pression du fluide dans la commande hydraulique et une diminution de sa pression dans la cavité intérieure du rotor. Ceci permet d'augmenter la vitesse avec laquelle s'effectue la commande du pivotement des aubes du rotor de la machine hydraulique. Ces avantages n'impliquent aucune complication pour la fabrication du moteur hydraulique, ni aucun changement des éléments de la commande hydraulique, sauf la chambre de distribution, ou des éléments du rotor de la turbine hydraulique.  Given the increase in the cross-sections of the passages in the distribution chamber, their hydraulic resistance decreases, resulting in a decrease in power losses of the hydraulic control, the elimination of the pressure peaks of the fluid in the hydraulic control and a decrease in its pressure in the interior cavity of the rotor. This makes it possible to increase the speed with which the pivoting of the blades of the rotor of the hydraulic machine takes place. These advantages do not involve any complication for the manufacture of the hydraulic motor, nor any change of the elements of the hydraulic control, except the distribution chamber, or of the elements of the rotor of the hydraulic turbine.

I1 est avantageux que dans le moteur selon l'invention, le conduit central de la chambre de distribution comporte une cloison transversale, d'un côté de laquelle, orienté vers l'extrémité ouverte du conduit central, est formé ledit passage pour la communication de l'intérieur conduit avec le compartiment pouvant communiquer avec le conduit de décharge, et de l'autre coté de laquelle est percé dans la paroi d'extrémité de la chambre de distribution, le passage pour la communication du canal intérieur du conduit de refoulement coaxial avec l'intérieur du conduit central, qui communique par un autre passage ménagé dans la paroi de ce conduit avec l'un des compartiments communiquant avec l'une des cavités du moteur. It is advantageous that in the engine according to the invention, the central duct of the distribution chamber comprises a transverse partition, on one side of which, oriented towards the open end of the central duct, is formed said passage for the communication of the interior leads with the compartment that can communicate with the discharge conduit, and on the other side of which is drilled in the end wall of the distribution chamber, the passage for the communication of the interior channel of the coaxial discharge conduit with the interior of the central duct, which communicates by another passage formed in the wall of this duct with one of the compartments communicating with one of the cavities of the engine.

Dans ce cas, on augmente la surface de la paroi d'extrémité de la chambre de distribution, dans les limites de laquelle peuvent être situés les passages pour la communication des compartiments de la chambre de distribution avec les canaux du conduit de refoulement coaxial.In this case, the surface of the end wall of the distribution chamber is increased, within the limits of which the passages can be located for the communication of the compartments of the distribution chamber with the channels of the coaxial discharge conduit.

I1 est aussi avantageux que lachambre de distribution comporte un nombre de cloisons tel qu'il soit formé, pour chaque circuit de distribution du fluide hydraulique, une paire de compartiments, disposés dans chaque paire symétriquement par rapport a' l'axe du conduit central de la chambre de distribution. It is also advantageous for the distribution chamber to have a number of partitions such that it is formed, for each distribution circuit of the hydraulic fluid, a pair of compartments, arranged in each pair symmetrically with respect to the axis of the central duct of the distribution chamber.

Dans ce cas, on assure une distribution optimale des efforts dans le corps de la chambre de distribution ce qui permet de diminuer l'épaisseur des éléments du corps et le poids de la chambre. In this case, an optimal distribution of forces is ensured in the body of the distribution chamber, which makes it possible to reduce the thickness of the elements of the body and the weight of the chamber.

Les exemples suivants illustrent des modes particuliers d'exécution de la présente invention avec références aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale du rotor d'une turbine hydraulique avec un moteur hydraulique à piston selon l'invention pour ltorientation des aubes du rotor.
The following examples illustrate particular embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, in which
- Fig. 1 is a longitudinal section view of the rotor of a hydraulic turbine with a hydraulic piston motor according to the invention for orienting the blades of the rotor.

- la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne
II-II (Fig.l) de la chambre de distribution, du côté du conduit de refoulement coaxial
- la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne
III-III (Fig.l) de la chambre de distribution, du côté opposé au conduit de refoulement coaxial
- la Fig. 4 est une vue en coupe longitudinale du rotor d'une turbine hydraulique avec un moteur hydraulique & piston selon l'invention, pour l'orientation des aubes du rotor selon un autre mode d'exécution
- la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V (Fig.4) de la chambre de distribution, du côté opposé au conduit de refoulement coaxial.
- Fig. 2 is a sectional view along the line
II-II (Fig.l) of the distribution chamber, on the side of the coaxial discharge pipe
- Fig. 3 is a sectional view along the line
III-III (Fig.l) of the distribution chamber, on the side opposite to the coaxial delivery pipe
- Fig. 4 is a view in longitudinal section of the rotor of a hydraulic turbine with a hydraulic motor & piston according to the invention, for the orientation of the blades of the rotor according to another embodiment
- Fig. 5 is a sectional view along the line VV (FIG. 4) of the distribution chamber, on the side opposite to the coaxial delivery duct.

Le moteur hydraulique à piston pour orienter les aubes du rotor d'une turbine hydraulique représenté sur la Fig.l comporte un piston 1 avec un orifice central 2 entouré par un bossage saillant 3 et une chambre de distribution cylindrique 4, disposée coaxialement avec le piston 1 et fixée au bossage 3. The hydraulic piston motor for orienting the blades of the rotor of a hydraulic turbine shown in Fig. 1 comprises a piston 1 with a central orifice 2 surrounded by a projecting boss 3 and a cylindrical distribution chamber 4, arranged coaxially with the piston 1 and fixed to the boss 3.

Le piston 1 est monté dans une cavité cylindrique 5 du corps 6 du rotor de la turbine hydraulique, cette cavité étant divisée par le piston 1 en deux chambres, l'une en dessus et l'autre en dessous du piston. Le piston lest relié, par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission comportant un cylindre 7, une tête 8 à oeil et un levier 9, aux tourillons 10 des aubes 11 du rotor de la turbine hydraulique. Les mécanismes de transmission sont situés dans la cavité intérieure 12 du corps 6 du rotor de la turbine hydraulique. Pour éviter les fuites de fluide hydraulique de la cavité intérieure 12 dans l'environnement, les axes des aubes ll comportent des joints-labyrinthes 13 d'étanchéité. Un tube 14 est monté le long de l'axe du rotor, une extrémité de ce tube étant disposée dans la cavité intérieure 12. The piston 1 is mounted in a cylindrical cavity 5 of the body 6 of the rotor of the hydraulic turbine, this cavity being divided by the piston 1 into two chambers, one above and the other below the piston. The piston ballast connected, by means of a transmission mechanism comprising a cylinder 7, a head 8 with eye and a lever 9, to the pins 10 of the blades 11 of the rotor of the hydraulic turbine. The transmission mechanisms are located in the interior cavity 12 of the body 6 of the rotor of the hydraulic turbine. To prevent hydraulic fluid from leaking from the interior cavity 12 into the environment, the axes of the vanes 11 include labyrinth seals 13 for sealing. A tube 14 is mounted along the axis of the rotor, one end of this tube being disposed in the interior cavity 12.

La chambre de distribution 4 est délimitée par une paroi latérale 15 et deux parois d'extrémité 16 et 17. La pa roi d'extrémité 16 est immédiatement adjacente au bossage 3 du piston 1, tandis qu'a' la paroi 17 est fixé un conduit de refoulement 18 disposé coaxialement à la chambre de distribution 4. Le conduit de refoulement coaxial 18 comporte deux canaux, l'un intérieur 19 et l'autre extérieur-20, par lesquels le fluide hydraulique s'écoule à partir du système de contrôle non représenté de la commande hydraulique.Le conduit de refoulement coaxial 18 est disposé à l'intérieur d'un arbre creux 21, un conduit de décharge 22 pour l'évacuation du fluide hydraulique de la cavité intérieure 12 du corps de la turbine hydraulique étant prévu entre la surface intérieure dudit arbre 21 et la surface extérieure du conduit de refoulement coaxial 18. Une bague d'étanchéité 23 entourant la paroi îaté- rale 15 de la chambre de distribution 4 est montée dans l'arbre creux 21 pour séparer la cavité 5 de l'espace intérieur du conduit de décharge 22 Le long de l'axe de la chambre de distribution 4 est monté un conduit central 24, dont l'une des extrémités est hermétiquement reliée à la paroi d'extrémité 17, et dont l'autre extrémité ouverte, passe à travers une bague d'étanchéité dans le conduit 14 du corps 6 du rotor de la turbine hydraulique. The distribution chamber 4 is delimited by a side wall 15 and two end walls 16 and 17. The end wall 16 is immediately adjacent to the boss 3 of the piston 1, while to the wall 17 is fixed a discharge conduit 18 disposed coaxially with the distribution chamber 4. The coaxial discharge conduit 18 has two channels, one interior 19 and the other exterior-20, through which the hydraulic fluid flows from the control system not shown of the hydraulic control. The coaxial discharge conduit 18 is disposed inside a hollow shaft 21, a discharge conduit 22 for the evacuation of the hydraulic fluid from the interior cavity 12 of the body of the hydraulic turbine being provided between the inner surface of said shaft 21 and the outer surface of the coaxial delivery duct 18. A sealing ring 23 surrounding the side wall 15 of the distribution chamber 4 is mounted in the hollow shaft 21 to separate the cavity 5 of the interior space of the discharge conduit 22 Along the axis of the distribution chamber 4 is mounted a central conduit 24, one end of which is hermetically connected to the end wall 17, and the another open end, passes through a sealing ring in the duct 14 of the body 6 of the rotor of the hydraulic turbine.

Selon l'invention, la cavité de la chambre de distribution 4 est divisée par des cloisons longitudinales 25 s'étendant du conduit central 24 vers la paroi latérale 15 de la chambre de distribution 4 et la divisant en six compartiments radiaux isolés 26, 27 et 28 (Fig.2). Ces compartiments forment, par paires, trois circuits séparés de distribution du fluide hydraulique. Des passages correspondants sont percés dans les parois 15, 16 et 17 de la chambre de distribution 4 et dans la paroi de son conduit central 24. Dans la paroi latérale 15 et dans la paroi d'extrémité 17, sont pratiqués des passages 29 et 30, respectivement, pour assurer la communication des compartiments 26 avec la chambre au dessus du piston et avec le passage extérieur 20 du conduit de refoulement coaxial 18 (Rig.l).  According to the invention, the cavity of the distribution chamber 4 is divided by longitudinal partitions 25 extending from the central duct 24 towards the side wall 15 of the distribution chamber 4 and dividing it into six isolated radial compartments 26, 27 and 28 (Fig. 2). These compartments form, in pairs, three separate circuits for distributing the hydraulic fluid. Corresponding passages are drilled in the walls 15, 16 and 17 of the distribution chamber 4 and in the wall of its central duct 24. In the side wall 15 and in the end wall 17, passages 29 and 30 are made. , respectively, to ensure the communication of the compartments 26 with the chamber above the piston and with the external passage 20 of the coaxial delivery conduit 18 (Rig.l).

Dans les parois d'extrémité 17 et 16 sont prévus des passages respectifs 31 (Fig.2) et 32 (Fig.3) pour la communication des compartiments 27 avec l'espace situé au dessous du piston du moteur et avec le canal intérieur 19 (Fig.l) du conduit de refoulement coaxial 18. Dans la paroi d'extrémité 17, hors des limites de la surface du conduit de refoulement coaxial 18, et dans la paroi du conduit central 24, sont percés des passages respectifs 33 (Fig.2) et 34 pour la communication du compartiment 28 avec le conduit de décharge 22 et la cavité intérieure 12 du rotor de la turbine hydraulique. Comme on le voit au dessin (Fig.2), les compartiments de chaque paire sont disposés symétriquement par rapport à l'axe du conduit central 24.In the end walls 17 and 16 are provided respective passages 31 (Fig. 2) and 32 (Fig. 3) for the communication of the compartments 27 with the space located below the piston of the engine and with the internal channel 19 (Fig.l) of the coaxial discharge conduit 18. In the end wall 17, outside the limits of the surface of the coaxial discharge conduit 18, and in the wall of the central conduit 24, are pierced respective passages 33 (Fig. .2) and 34 for the communication of the compartment 28 with the discharge conduit 22 and the interior cavity 12 of the rotor of the hydraulic turbine. As seen in the drawing (Fig. 2), the compartments of each pair are arranged symmetrically with respect to the axis of the central duct 24.

La Fig. 4 montre un autre exemple de réalisation du moteur hydraulique à piston pour l'orientation des aubes de rotor d'une machine. hydraulique selon l'invention. Cet exemple est caractérisé en ce que le mode de réalisation de la chambre de distribution 4 est différent. Les éléments analogues à ceux représentés sur les Fig. 1 à 3 sont désignés par les mêmes ré férences.  Fig. 4 shows another embodiment of the hydraulic piston motor for the orientation of the rotor blades of a machine. hydraulic according to the invention. This example is characterized in that the embodiment of the distribution chamber 4 is different. Elements similar to those shown in Figs. 1 to 3 are designated by the same references.

Le volume intérieur du conduit central 24 de la chambre de distribution 4, comme on le voit sur la Fig.4, communique, par l'intermédiaire d'un passage central 35 prévu dans la paroi d'extrémité 17, avec le canal intérieur 19 du conduit de refoulement coaxial 18. Le conduit central 24 comporte une cloison transversale 36. Du c8té de cette cloison 35, orienté vers le conduit de refoulement coaxial 18, dans la paroi du conduit central 24 est ménagé un passage 37 communiquant avec le compartiment 27 (Fig.5) tandis que de l'autre côté de cette cloison est ménagé le passage 34 précité, reliant le compartiment 28 à la cavité intérieure 12 du rotor de la turbine hydraulique. Dans cet exemple de réalisation le passage 33 pour la communication du compartiment 28 avec le conduit de décharge 22 est percé dans la paroi latérale 15 de la chambre de distribution 4 (Fig.4). The interior volume of the central duct 24 of the distribution chamber 4, as seen in FIG. 4, communicates, via a central passage 35 provided in the end wall 17, with the interior channel 19 of the coaxial discharge conduit 18. The central conduit 24 has a transverse partition 36. On the side of this partition 35, oriented towards the coaxial discharge conduit 18, in the wall of the central conduit 24 is formed a passage 37 communicating with the compartment 27 (Fig.5) while on the other side of this partition is formed the aforementioned passage 34, connecting the compartment 28 to the interior cavity 12 of the rotor of the hydraulic turbine. In this exemplary embodiment, the passage 33 for the communication of the compartment 28 with the discharge conduit 22 is drilled in the side wall 15 of the distribution chamber 4 (Fig. 4).

Le fonctionnement du moteur hydraulique à piston pour orienter les aubes du rotor d'une turbine hydraulique, est tout à fait analogue dans ses deux modes de réalisation. The operation of the hydraulic piston motor to orient the blades of the rotor of a hydraulic turbine, is entirely similar in its two embodiments.

Quand on applique un fluide hydraulique sous pression par lsun des canaux 19 ou 20 du conduit de refoulement coaxial 18, il passe par l'un des compartiments 26 ou 27 dans la cavité correspondante du moteur de l'un des côtés du piston 1. Sous l'action de la pression du fluide hydraulique, le piston 1 se déplace, en faisant pivoter les aubes du rotor de la turbine hydraulique. De l'autre côté du piston 1, le fluide hydraulique est évacué à travers l'autre compartiment 26 ou 27 dans la cavité correspondante 19 ou 20 du conduit de refoulement coaxial 18. When a hydraulic fluid under pressure is applied through one of the channels 19 or 20 of the coaxial discharge conduit 18, it passes through one of the compartments 26 or 27 in the corresponding cavity of the engine on one of the sides of the piston 1. Under the action of the pressure of the hydraulic fluid, the piston 1 moves, by rotating the blades of the rotor of the hydraulic turbine. On the other side of the piston 1, the hydraulic fluid is evacuated through the other compartment 26 or 27 in the corresponding cavity 19 or 20 of the coaxial delivery conduit 18.

Par suite de l'écoulement du fluide hydraulique sous l'action de sa pression dans l'espace au dessous du piston, ainsi que pendant le déplacement des cylindres 7 vers la cavité intérieure 12 du-rotor, la pression du fluide hydraulique dans cette cavité augmente. Le fluide hydraulique s'écoule alors par le tube 14, le conduit central 24 de la chambre de distribution 4 et le compartiment 24 dans le conduit de décharge 22. As a result of the flow of the hydraulic fluid under the action of its pressure in the space below the piston, as well as during the displacement of the cylinders 7 towards the interior cavity 12 of the rotor, the pressure of the hydraulic fluid in this cavity increases. The hydraulic fluid then flows through the tube 14, the central conduit 24 of the distribution chamber 4 and the compartment 24 in the discharge conduit 22.

I1 ressort de l'exposé ci-dessus et des dessins, que les passages 30, 31 et 33 pour la communication de la cavité de la chambre de distribution 4 avec les canaux 19 et 20 du conduit de refoulement coaxial 18 et avec le conduit de décharge 22 sont disposés à des distances différentes de l'axe de la chambre de distribution, les passages 33 étant disposés hors des limites de la surface en section transversale du conduit de refoulement coaxial 18.Une telle disposition des passages est plus avantageuse par comparaison avec celle des orifices analogues des moteurs connus, ce qui permet de donner les dimensions nécessaires aux sections de ces passages sans augmenter le diamètre de la chambre de distribution 4, et par conséquent sans diminuer la surface du piston 1 exposée à la pression du fluide hydraulique, grâce à quoi la résistance hydraulique des passages 30, 31 et 33 diminue. En conséquence, les pertes de puissance de la commande hydraulique dues à la résistance hydraulique diminuent elles aussi.En outre, les pointes de pression du fluide hydraulique dans la commande hydraulique au moment du changement de sens de son arrivée sont évités et la pression dans la cavité intérieure 12 du rotor de la machine hydraulique diminue, ce qui permet d'augmenter la vitesse de commande de l'orientation des aubes ll et d'éviter les fuites du fluide hydraulique par les joints-labyrinthes 13 à l'extérieur. I1 emerges from the above description and the drawings, that the passages 30, 31 and 33 for the communication of the cavity of the distribution chamber 4 with the channels 19 and 20 of the coaxial delivery conduit 18 and with the conduit discharge 22 are arranged at different distances from the axis of the distribution chamber, the passages 33 being arranged outside the limits of the cross-sectional area of the coaxial discharge conduit 18. Such an arrangement of the passages is more advantageous in comparison with that of similar orifices of known engines, which makes it possible to give the necessary dimensions to the sections of these passages without increasing the diameter of the distribution chamber 4, and consequently without reducing the surface of the piston 1 exposed to the pressure of the hydraulic fluid, whereby the hydraulic resistance of the passages 30, 31 and 33 decreases. As a consequence, the losses of power of the hydraulic control due to the hydraulic resistance also decrease. In addition, the pressure peaks of the hydraulic fluid in the hydraulic control at the time of the change of direction of its arrival are avoided and the pressure in the inner cavity 12 of the rotor of the hydraulic machine decreases, which makes it possible to increase the speed of control of the orientation of the blades ll and to avoid leakage of the hydraulic fluid through the labyrinth seals 13 outside.

Les exemples de réalisation de la présente invention décrits ci-dessus montrent qu'elle n'exige aucun changements de construction des éléments de la commande hydraulique, excepté la chambre de distribution 4, ni du rotor de la machine hydraulique luimeAme. La fabrication de la chambre de distribution n'est pas plus compliquée par comparaison avec celle des moteurs connus. Ltemploi d'une paire de compartiments par chaque circuit de distribution du fluide hydraulique assure la rigidité du corps de la chambre de distribution. L'épaisseur de ses éléments et son poids étant relativement petits. The exemplary embodiments of the present invention described above show that it does not require any change in construction of the elements of the hydraulic control, except the distribution chamber 4, nor of the rotor of the luimeAme hydraulic machine. The manufacture of the distribution chamber is no more complicated in comparison with that of known motors. The use of a pair of compartments by each hydraulic fluid distribution circuit ensures the rigidity of the body of the distribution chamber. The thickness of its elements and its weight being relatively small.

D'autre part, l'invention permets lorsque cela est souhaitable, de diminuer les dimensions transversales du moteur, du conduit de refoulement coaxial 18 et de l'arbre creux 21. En outre, comme les compartiments 26 et 27 de la chambre de distribution 4 s'étendent jusqutà sa paroi latérale 15, chacun dceux peut être relié à n'importe quelle cavité du moteur. Dans les moteurs connus avec la disposition coaxiale des compartiments de la chambre de distribution le compartiment intérieur ne peut communiquer, sans nécessiter une complication considérable de sa fabrication, qu'avec une seule cavité du moteur par le passage prévu dans la paroi d'extrémité de la chambre de distribution.Cependant, dans diverses machines hydrauliques, il est nécessaire de prévoir une communication différente des cavités au dessus et au dessous du piston avec les canaux du conduit de refoulement coaxial en fonction du sens de la fermeture ou de l'ouverture des aubes du rotor, ce qui se traduit par la nécessité de fabriquer deux types différents des mécanismes de commande de l'écoulement du fluide hydraulique. Grtce à la présente invention, un seul type de mécanisme de commande de l'écoulement du fluide hydraulique est nécessaire. On the other hand, the invention allows, when desirable, to reduce the transverse dimensions of the motor, of the coaxial delivery duct 18 and of the hollow shaft 21. In addition, like the compartments 26 and 27 of the distribution chamber 4 extend to its side wall 15, each of which can be connected to any cavity of the engine. In known engines with the coaxial arrangement of the compartments of the distribution chamber, the interior compartment can communicate, without requiring a considerable complication of its manufacture, with only one cavity of the engine through the passage provided in the end wall of the distribution chamber.However, in various hydraulic machines, it is necessary to provide a different communication of the cavities above and below the piston with the channels of the coaxial delivery duct according to the direction of closing or opening of the rotor blades, which results in the need to manufacture two different types of mechanisms for controlling the flow of hydraulic fluid. Thanks to the present invention, only one type of mechanism for controlling the flow of hydraulic fluid is necessary.

Les exemples décrits de réalisation de la présente invention ne sont donnés qu'à titre illustratif et non limitatif. En particulier, il est possible d'utiliser une autre disposition pour la chambre de distribution par rapport au piston et une autre disposition du conduit central dans la chambre de distribution, ainsi qu'unie autre forme pour celle-ci. The described examples of embodiment of the present invention are given only by way of illustration and not by way of limitation. In particular, it is possible to use another arrangement for the distribution chamber with respect to the piston and another arrangement of the central duct in the distribution chamber, as well as a different form for the latter.

Il est aussi évident que d'autres modes de liaison du moteur avec les aubes du rotor de la machine hydraulique sont possibles, qui ne font pas partie de l'invention. It is also obvious that other modes of connection of the engine with the blades of the rotor of the hydraulic machine are possible, which are not part of the invention.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1 - Moteur hydraulique à piston pour orienter les aubes du rotor d'une machine hydraulique, comportant un piston (1) pouvant se déplacer dans une cavité cylindrique (5) du corps du rotor et une chambre de distribution coaxiale (4) fixée audit piston, cette chambre comprenant des compartiments isolés pour la communication séparée des cavités opposées du moteur avec les canaux d'un conduit de refoulement coaxial (18) relié à l'une des parois d'extrémité (17) de la chambre de distribution, à l'autre caté de laquelle est adjacent par l'une de ses extrémités un conduit central (24) passant par la chambre de distribution (4) et sortant, par son extrémité ouverte, à travers l'autre paroi d'extrémité (16) de cette chambre pour assurer la communication de la cavité intérieure (12) du rotor avec l'intérieur du conduit central (24), ce dernier pouvant en outre communiquer avec un conduit de décharge (22) prévu autour du conduit de refoulement coaxial (18), caractérisé en ce que la chambre de distribution (4) comporte des cloisons longitudinales (25) s'étendant à partir du conduit central (24) jus qu'à la paroi latérale (15) de cette chambre et formant, ensemble avec les parois de cette dernière et celle du conduit central, des compartiments (26, 27, 28) séparés dont l'un desquels communique avec l'intérieur du conduit central (24) par un passage prévu dans sa paroi et peut communiquer par un autre passage, prévu dans la paroi de la chambre de distribution (4), avec un conduit de décharge (22) situé à l'extérieur des limites de la surface en section transversale du conduit de refoulement coaxial (18). 1 - Hydraulic piston motor for orienting the blades of the rotor of a hydraulic machine, comprising a piston (1) which can move in a cylindrical cavity (5) of the rotor body and a coaxial distribution chamber (4) fixed to said piston , this chamber comprising insulated compartments for the separate communication of the opposite cavities of the motor with the channels of a coaxial discharge conduit (18) connected to one of the end walls (17) of the distribution chamber, at the 'other category of which is adjacent by one of its ends a central conduit (24) passing through the distribution chamber (4) and exiting, through its open end, through the other end wall (16) of this chamber for ensuring the communication of the interior cavity (12) of the rotor with the interior of the central duct (24), the latter also being able to communicate with a discharge duct (22) provided around the coaxial discharge duct (18) , characterized in that the dist ribution (4) has longitudinal partitions (25) extending from the central duct (24) to the side wall (15) of this chamber and forming, together with the walls of the latter and that of the central duct , separate compartments (26, 27, 28), one of which communicates with the interior of the central duct (24) by a passage provided in its wall and can communicate by another passage, provided in the wall of the distribution (4), with a discharge conduit (22) located outside the limits of the cross-sectional area of the coaxial discharge conduit (18). 2 - Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit central (24) de la chambre de distribution (4) comporte une cloison transversale (36) du caté de laquelle, qui est orienté vers l'extrémité ouverte du conduit central (24), est percé ledit passage (34) pour la communication de l'intérieur de ce conduit avec le compartiment pouvant communi quer avec le conduit de décharge (22), et de l'autre côte de laquelle, dans la paroi d'extrémité de la chambre de distribution, est percé le passage (34) pour la communication du canal intérieur (19) du conduit de refoulement coaxial (18) avec l'intérieur du conduit central, communiquant par un autre passage dans la paroi de ce conduit avec l'un des compartiments (26, 27, 28) communiquant avec l'une des cavités du moteur. 2 - Motor according to claim 1, characterized in that the central duct (24) of the distribution chamber (4) comprises a transverse partition (36) of the frame of which, which is oriented towards the open end of the central duct ( 24), is pierced with said passage (34) for communication from the interior of this conduit with the compartment capable of communicating with the discharge conduit (22), and on the other side of which, in the end wall the passage (34) for the communication of the interior channel (19) of the coaxial delivery duct (18) with the interior of the central duct is pierced from the distribution chamber, communicating by another passage in the wall of this duct with one of the compartments (26, 27, 28) communicating with one of the engine cavities. 3 - Moteur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre de distribution (4) comporte un nombre de cloisons longitudinales (25) tel qu'il se forme, pour chaque circuit de distribution du fluide hydraulique, une paire de compartiments (26, 27, 28) disposés dans chaque paire symétriquement par rapport à l'axe du conduit central de la chambre de distribution (4).  3 - Motor according to claims 1 and 2, characterized in that the distribution chamber (4) has a number of longitudinal partitions (25) such that a pair of compartments is formed, for each distribution circuit of the hydraulic fluid. (26, 27, 28) arranged in each pair symmetrically with respect to the axis of the central duct of the distribution chamber (4).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB947273A (en) * 1962-08-31 1964-01-22 Kh Turbinny Zd S M Kirov A hydraulic turbine of the propellor type
US3778187A (en) * 1971-04-13 1973-12-11 Propulsion Systems Inc Controllable pitch propellers for marine vessels

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