FR2511081A1 - Dispositif de modulation de debit - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF PERMETTANT UNE MODULATION UNIFORME D'AIR DE REFROIDISSEMENT AUTOUR D'UN ORIFICE ANNULAIRE. CE DISPOSITIF COMPREND: A.UNE PIECE 24 DANS LAQUELLE EST REALISE L'ORIFICE 36 GENERALEMENT ANNULAIRE; B.UNE BAGUE DE SOUPAPE 38 POUVANT ETRE POSITIONNEE, AGENCEE DE MANIERE QU'EN POSITION FERMEE, ELLE VIENNE APPUYER SUR LA PIECE 24 EN COUVRANT L'ORIFICE 36 ET ARRETANT, DE LA SORTE, LE FLUX DE FLUIDE A TRAVERS CET ORIFICE 36, ET QU'EN POSITION OUVERTE, ELLE SOIT ECARTEE DE LA PIECE 24 ET DE L'ORIFICE 36, PERMETTANT AINSI AU FLUIDE DE TRAVERSER CE DERNIER; ET C.UN MOYEN DE MANOEUVRE DESTINE A POSITIONNER LA BAGUE DE SOUPAPE 38. APPLICATION AUX MOTEURS D'AVION.

Description

La présente invention concerne un dispositif de modulation de débit et,

plus particulièrement, un nouveau dispositif amélioré destiné à obtenir autour d'un orifice

annulaire une modulation uniforme du débit du fluide tra-

versant l'orifice. La possibilité de moduler ou de faire varier la quantité de fluide s'écoulant dans une structure peut être très profitable Par exemple, un moteur à turbine à gaz fonctionne à de hautes températures et des composants -tels la turbine à l'intérieur du moteur doivent être

refroidis afin de les maintenir dans des limites de tempé-

rature acceptables On utilise normalement de l'air à haute pression provenant du compresseur du moteur pour effectuer ce refroidissement Cependant, la plupart des moteurs courants emploient des systèmes de flux d'air de refroidissement à géométrie fixe Un tel système à géométrie fixe est dimensionné pour fournir une proportion fixe de l'air "haute pression" aux composants du moteur pour tous les réglages de puissance de celui-ci La quantité d'air de refroidissement fournie est celle qui est nécessaire au réglage de plus haute puissance du moteur Aux réglages à basse puissance, la température dans le moteur est, par voie de conséquence, plus faible et moins d'air "haute pression" est nécessaire au refroidissement alors que le système de refroidissement à géométrie fixe continue de fournir la même proportion d'air de refroidissement que

pour le réglage à la plus haute puissance L'air de refroi-

dissement "haute pression" en excédent est ainsi gaspillé ce qui se traduit par une baisse du rendement du moteur étant donné qu'autrement cet air aurait pu être introduit dans la

chambre de combustion et détendu dans la turbine pour four-

nir un travail Ainsi, un système d'air de refroidissement sans modulation peut réduire le rendement du moteur et ne

peut exploiter la totalité du potentiel d'économie d'éner-

gie de la gamme des puissances d'utilisation.

Des dispositifs de modulation du débit d'air ont été mis au point pour utilisation sur les moteurs en vue d'améliorer leur rendement Toutefois, lorsqu'on utilise un

tel dispositif classique pour moduler le flux d'air traver-

sant un orifice annulaire à l'intérieur du circuit d'air de refroidissement, la modulation autour de cet orifice n'est pas uniforme, car elle est réalisée en obstruant des sec-

-teurs d'orifice, plutôt que l'orifice en entier En consé-

quence, des parties de structure contiguës aux secteurs

d'orifice non obstrués sont plus refroidies par l'air tra-

versant l'orifice que les parties contiguës aux secteurs obstrués, ce qui se traduit par des discontinuités et des contraintes thermiques De telles contraintes thermiques, dues à une modulation non uniforme, peuvent conduire à des

ruptures de structure et une durée de vie plus courte.

Une autre difficulté rencontrée dans l'utilisa-

tion des systèmes de modulation, notamment dans les moteurs à turbine à gaz, provient de l'emplacement du dispositif de modulation Si l'air de refroidissement modulé est soutiré d'un circuit interne, tel qu'à partir d'un compresseur du

moteur, et est amené dans un circuit d'air de refroidisse-

ment à l'intérieur du moteur, la modulation de cet air est difficile par suite de l'inaccessibilité du circuit de refroidissement De plus, si l'on souhaite modifier un moteur existant sans modulation en ajoutant un dispositif

de modulation à son circuit interne d'air de refroidisse-

ment, une telle modification peut entraîner une nouvelle

étude et une reconstruction onéreuses en vue de l'adapta-

tion du dispositif de modulation.

Un autre problème posé par les systèmes de modu-

lation, est celui de la fiabilité Si un tel système tom-

bait en panne en position fermée, il pourrait en résulter un échauffement excessif des composants du moteur lorsque la puissance et, par suite, la température du moteur

augmente Certains systèmes de modulation courants dispo-

sent d'un moyen à sareté intégrée incorporé au moyen de manoeuvre du système Un tel moyen assure la protection contre l'échauffement aussi longtemps que le moyen de manoeuvre est couplé à la vanne de modulation Cependant, dans certaines conditions de panne, telles que la séparation q 2511081 du moyen de manoeuvre et de la vanne, la protection à

sûreté intégrée serait inopérante.

Compte tenu des problèmes précités, la présente invention a donc pour objet d'améliorer le rendement d'un moteur à turbine à gaz en lui incorporant un dispositif destiné à moduler la quantité d'air de refroidissement

fourni aux composants du moteur suivant les besoins.

Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif de modulation destiné à moduler de manière uniforme, autour d'un orifice annulaire, le débit de l'air de refroidissement traversant l'orifice et de

réduire ainsi les discontinuités thermiques dans la struc-

ture contiguë à cet orifice.

La présente invention a encore pour objet de

fournir un dispositif de modulation de l'air de refroidisse-

ment qui puisse être incorporé facilement et à peu de frais

dans un moteur existant dépourvu de système de modulation.

Un autre objet encore de la présente invention consiste à fournir un dispositif de modulation de l'air de

refroidissement doté d'un moyen à sûreté intégrée, à fonc-

tionnement automatique intrinsèque, indépendamment du moyen

de manoeuvre.

La présente invention consiste en un dispositif destiné à moduler de manière uniforme, autour d'un orifice généralement annulaire, le débit d'un fluide traversant cet orifice Le dispositif comprend un élément muni d'un orifice généralement annulaire; une bague de soupape à laquelle on peut faire occuper différentes positions et qui, en position fermée, vient appuyer contre ledit élément et ferme l'orifice alors qu'en position ouverte elle est écartée de cet orifice et, de ce fait, permet l'écoulement du fluide à travers l'orifice; et un moyen destiné à la mise en place de la

bague de soupape.

Dans une réalisation particulière de l'invention,

il est également prévu des ouvertures dans l'élément pré-

cité afin de permettre un écoulement minimal de fluide lorsque la bague de soupape est fermée Un moyen à sûreté intégrée et peut aussi être ajouté pour placer la bague de

soupape en position ouverte en cas d'établissement de condi-

tions prédéterminées.

La description suivante se réfère aux figures

annexées qui représentent respectivement:

figure 1, une vue en coupe de la moitié supé-

rieure d'une partie de moteur à turbine à gaz doté des caractéristiques de la présente invention; figure 2, une vue agrandie de l'agencement de la bague de soupape représenté-en coupe dans la figure 1; figure 3, une vue en plan de l'agencement de la bague de soupape suivant la droite 3-3 de la figure 2; figure 4, une vue arrière de l'agencement de

la bague de soupape suivant la droite 4-4 de la figure 2.

En examinant maintenant les dessins et, notamment,

la figure 1, on a représenté une partie de la moitié supé-

rieure d'un moteur à turbine à gaz dotée d'une configura-

tion de la présente invention.

La figure 1 représente une chambre de combustion annulaire 10 Un conduit annulaire externe 12 est situé radialement vers l'extérieur de la chambre de combustion et un conduit annulaire interne 14 est situé radialement vers l'intérieur de cette chambre de combustion On entend

par "radialement" dans une direction généralement perpendi-

culaire à l'axe longitudinal du moteur représenté sur la figure par la ligne en tirets 15 Une partie de l'air "haute pression' sortant du compresseur du moteur (non représenté) arrive dans la chambre de combustion 10 dans laquelle il est mélangé au combustible et brûlé La plus grande partie de l'air "haute pression" restant passe dans les conduits externe et interne 12 et 14, respectivement, et sert à refroidir les parois de la chambre de combustion

et d'autres composants du moteur.

Un agencement pour le refroidissement des compo-

sants du moteur, tels que la turbine (non représentée) située en aval de la chambre de combustion 10, a pour objet de dévier une partie de l'air haute pression du conduit

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interne 14 par un orifice 16 pratiqué dans l'enveloppe interne de la chambre de combustion 18 Cet air "haute

pression" circule ensuite dans un conduit d'air de refroi-

dissement 20 vers le composant à refroidir Le conduit d'air de refroidissement 20 peut être défini de toute manière appropriée Par exemple, sur la figure 1, la partie du conduit d'air de refroidissement représentée est définie par un premier compartiment 22, limité par l'enveloppe

interne 18 de la chambre de combustion et le joint d'étan-

chéité sous pression 24; un second compartiment 26, limité

par le support de diffuseur 28, le support de joint d'étan-

chéité 30 et le joint d'étanchéité sous pression 24; enfin, un troisième compartiment 32 limité par le joint d'étanchéité

33 et le support de joint 30 Le conduit d'air de refroidis-

sement 20 est aussi défini par des compartiments supplémen-

taires (non représentés) menant au composant à refroidir.

Le premier compartiment 22, le second compartiment 26, le

troisième compartiment 32 et les compartiments supplémen-

taires communiquent avec les compartiments adjacents à tra-

vers plusieurs trous ou orifices de telle manière que l'air "haute pression" de refroidissement puisse traverser les compartiments en direction des composants du moteur devant être refroidis Par exemple, l'enveloppe interne de la chambre de combustion 18 et le support de joint d'étanchéité 30 comportent chacun un orifice, 16 et 34 respectivement, cependant que le joint d'étanchéité à pression 24, qui est annulaire de préférence, comprend un orifice généralement annulaire 36 le traversant L'orifice annulaire 36, tel que représenté sur la figure 4, est configuré de manière à

comprendre plusieurs ouvertures espacées circonférentielle-

ment 37 qui, ensemble, définissent l'orifice annulaire 36.

Cet orifice 36 peut être constitué d'une seule ouverture continue ou comprendre plusieurs ouvertures 37 ayant des formes différentes de celle qui est représentée sur la figure 4 Bien qu'à des fins de simplification et de clarté on fasse simplement référence, dans la suite du texte, à un "orifice généralement annulaire 36 ", il est évident qu'un

2511081 U

tel orifice peut être réalisé suivant l'une quelconque des configurations décrites ci-dessus De plus, étant donné

que l'orifice annulaire 36 pourrait, aussi bien, être pra-

tiqué dans toute pièce appropriée à l'intérieur du conduit d'air de refroidissement 20 autre que le joint d'étanchéité 24, cet orifice 36 sera, dans la suite du texte, décrit

comme étant situé sur une "pièce 24 ".

La présente invention consiste en un dispositif

destiné à lamxodlation uniforme, autour d'un orifice générale-

ment annulaire tel que l'orifice 36, du débit d'un fluide

tel que de l'air de refroidissement "haute pression", tra-

versant cet orifice La modulation de la-quantité d'air de refroidissement à travers l'orifice 36 permet de faire varier la quantité d'air de refroidissement circulant dans le conduit d'air de refroidissement 20 en direction des composants du moteur Aux réglages à faible et moyenne puissances, o les composants du moteur ont besoin d'un refroidissement moindre, le débit d'air de refroidissement peut être modulé à l'orifice 36-de manière à ne fournir que la quantité d'air de refroidissement nécessaire Ainsi, l'excès d'air "haute pression" qui n'est pas utile au refroidissement dans le cas des réglages à faible et moyenne puissances et qui, dans un moteur sans modulation

aurait été de l'air nhaute pression" gaspillé, est disponi-

ble pour introduction dans la chambre de combustion dans un moteur doté de la présente invention En conséquence, le compresseur n'a pas besoin de travailler à puissance aussi élevée et le rendement du moteur en est amélioré Bien que cette invention soit décrite en fonction de la modulation de l'air de refroidissement "haute pression", il est évident qu'elle peut être appliquée avec profit à la modulation du débit de tout autre fluide et dans des environnements autres

que des conduits d'air de refroidissement.

En se référant à présent à la figure 2, qui est une vue agrandie d'une partie de la figure 1, on peut voir que la présente invention comprend une pièce 24 dotée d'un orifice généralement annulaire 36 la traversant, une bague 2 t 1108 i 1 de soupape 38 à laquelle on peut faire occuper différentes

positions et un moyen de manoeuvre de la bague de soupape.

La pièce 24 est une structure fixe qui peut être montée, au moyen de boulons par exemple, sur toute autre structure fixe telle que, par exemple, l'enveloppe interne

18 de la chambre de combustion De préférence, des ouvertu-

res 40 sont aussi pratiquées dans la pièce 24; elles restent toujours ouvertes et sont disposées de telle manière que lorsque la bague de soupape 38 est en position fermée comme cela va être décrit plus loin, les ouvertures 40 laissent passer un flux minimum d'air de refroidissement à travers la pièce 24 et donc à travers le conduit de refroidissement Dans une autre réalisation, les ouvertures 40 peuvent être situées ailleurs comme, par exemple, dans la bague de

soupape 38 elle-même.

La bague de soupape 38, d'une seule pièce de pré-

férence, dont on peut faire varier la position, est agencée

de telle manière que, lorsqu'elle se trouve en position fer-

mée, elle vient appuyer sur la pièce 24 et recouvre l'ori-

fice 36 empêchant ainsi le passage de l'air de refroidisse-

ment à travers cet orifice Lorsque la bague de soupape 38

est dans une position ouverte, elle se trouve à une cer-

taine distance de la pièce 24 et, de ce fait, permet le

passage d'un flux d'air de refroidissement à travers l'ori-

fice 36 La quantité d'air de refroidissement traversant

cet orifice 36 lorsque la bague de soupape 38 est en posi-

tion ouverte dépend des dimensions de l'orifice 36 Elle

est prédéterminée par le degré de refroidissement néces-

saire aux réglages à grande puissance du moteur Il est également possible de faire occuper à la bague de soupape 38 n'importe quelle position intermédiaire, comme c'est le

cas sur la figure 2, entre la position ouverte et la posi-

tion fermée, lorsqu'une quantité d'air de refroidissement

intermédiaire est nécessaire.

Comme on peut mieux le voir en observant la figure 2, la face de la bague de soupape 38 qui vient appuyer sur la pièce 24 à hauteur de l'orifice 36 a des

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dimensions radiales telles qu'elle recouvre complètement l'orifice 36 lorsqu'elle est en position fermée De même, la bague de soupape 38 a des dimensions circulaires telles

qu'elle correspond à la forme annulaire de l'orifice 36.

Le principal avantage de la présente invention

est de permettre une modulation uniforme, autour de l'ori-

fice annulaire 36, de l'air de refroidissement traversant l'orifice L'expression "modulation uniforme" signifie que, pratiquement, l'orifice en entier est circonférentiellement, obstrué lorsque la bague de soupape 36 est fermée et que, pratiquement, l'orifice en entier est circonférentiellement découvert et séparé par un intervalle uniforme de la face de la bague de soupape 38 lorsque celle-ci se trouve dans une position intermédiaire ou en position ouverte Une telle modulation uniforme réduit considérablement les problèmes de contraintes thermiques rencontrés dans les systèmes

antérieurs à modulation non uniforme dans lesquels des sec-

teurs étaient obstrués et d'autres non Avec les agence-

ments de l'art antérieur, on obtenait un refroidissement plus poussé de certaines parties de structure contiguës à l'orifice par l'air traversant cet orifice par rapport à

d'autres parties, ce qui provoquait des discontinuités ther-

miques ainsi que des contraintes thermiques.

La modulation uniforme de l'air de refroidisse-

ment est réalisée par translation axiale de la totalité de la bague de soupape 38 entre positions ouverte et fermée, avec éloignement ou rapprochement de l'orifice 36 Par "axialement", il faut entendre dans une direction parallèle

à l'axe longitudinal 15 du moteur.

Un agencement destiné à permettre la translation axiale de la bague de soupape 38 et, par suite, l'ouverture

et la fermeture, est représenté sur les figures 2 et 3.

La bague de soupape 38 comprend des brides 44 s'étendant

généralement axialement et qui peuvent -mais pas nécessai-

rement présenter une continuité circonférentielle autour de la bague de soupape 38 La pièce 24 comprend aussi des brides 46 s'étendant généralement axialement et qui, de la

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même façon, peuvent -mais pas nécessairement présenter

une continuité circonférentielle autour de la pièce 24.

Plusieurs biellettes 48 relient la bague de soupape 38 à

la pièce 24 De préférence, une extrémité de chaque biel-

lette 48 est reliée aux brides 44 de la bague de soupape 38 et l'autre extrémité de chaque biellette 48 est reliée aux brides 46 de la pièce 24 La liaison entre chaque biellette 48 et les brides 44 et 46 peut être réalisée au moyen des goujons 50 et 52, respectivement, insérés dans des trous des biellettes et des brides, une extrémité de

chaque goujon étant dotée d'une tête à grand diamètre.

L'agencement représenté sur la figure 2, prévoit un moyen de retenir les goujons 50 et 52 prisonniers ainsi que les biellettes 48 afin d'éviter qu'ils ne soient délogés et introduits dans le circuit de refroidissement Comme on peut le voir sur la figure 2, les brides 46 rattachées à la pièce 24, empêchent le déplacement radial des goujons dans la bague de soupape 38 Une bague de retenue 54 peut être fixée sur la pièce 24 de telle manière qu'elle

s'avance au-dessus de la tête du goujon 52 afin de mainte-

nir ce dernier en place.

Quand la pièce 24 comprend les brides 46 et une bague de retenue 54 s'y rattachant, les brides et la bague de retenue sont pourvus de trous 56 et 58, respectivement, de telle sorte que l'air de refroidissement traversant l'orifice 36, peut continuer à circuler vers un second compartiment 26 et, par suite, à travers le conduit d'air

de refroidissement 20.

Comme on peut mieux le voir en se référant aux figures 3 et 4, les biellettes 48 sont disposées de telle manière que, lorsqu'un mouvement de rotation est imparti à la bague de soupape 38 par rapport à la pièce 24, les biellettes provoquent aussi le déplacement axial de la bague de soupape 38 en l'éloignant ou en la rapprochant

de la pièce 24 et de l'orifice 36.

La présente invention comprend un moyen de manoeuvre pour placer la bague de soupape 38 De préférence, ce moyen effectue un mouvement de rotation de la bague de soupape 38 par rapport à la pièce 24, ce qui permet à l'agencement des biellettes 48 de commander également un déplacement axial de la bague de soupape comme expliqué plus haut De nombreux agencements du moyen de manoeuvre

peuvent être utilisés avec succès conjointement à la pré-

sente invention Cependant, le moyen de manoeuvre décrit

ci-après est particulièrement avantageux lorsque l'on sou-

haite placer la partie "vérin" du moyen de manoeuvre à une certaine distance de la bague de soupape 38 Par exemple, il peut être souhaitable de disposer la partie "vérin" hors du conduit d'air de refroidissement 20 afin de réduire le blocage du flux d'air de refroidissement "haute

pression' à travers le conduit d'air de refroidissement.

De plus, il peut être souhaitable de disposer la partie

"vérin" à l'extérieur du moteur, au voisinage des compo-

sants de commandeet des tuyauteries associéespour faciliter

la maintenance et l'inspection périodique.

Comme on peut le voir sur la figure 1, le moyen de commande comprend un vérin 60 et au moins une biellette de liaison pour relier le vérin 60 à la bague de soupape

38 Plus particulièrement, dans la configuration représen-

tée sur la figure 1, la tige de sortie 62 du vérin 60 est

raccordée à une première biellette de liaison 64 et celle-

ci à une extrémité d'un premier renvoi 66 Le premier renvoi 66 est fixé en un point de pivot 68 sur un support et transforme le mouvement généralement radial de la première biellette de liaison 64 en mouvement généralement axial de la seconde biellette de liaison 72 à laquelle est fixée l'autre extrémité du renvoi 66 Comme on peut le voir sur les figures 1, 2 et 3, la seconde biellette de liaison 72 est reliée à l'une des extrémités d'un second renvoi 74

qui est monté en un point de pivot 76 sur un support 78.

L'autre extrémité de renvoi passe à travers l'orifice 36 et est reliée à la bague de soupape 38 Si on le souhaite, il est possible (comme représenté sur la figure 3), d'utiliser un palier rotule à bille 80 pour relier le second renvoi 74 2511081 i 1 l à la bague de soupape 38 Le mouvement généralement axial de la seconde biellette de liaison 72, est transformé par le second renvoi 74 en un mouvement de rotation imprimé à la bague de soupape 38 ce qui provoque, par l'intermédiaire de l'agencement des biellettes 48, le déplacement axial de

la bague de soupape 38 entre les positions ouverte et fermée.

La présente invention a comme avantage particulier de pouvoir être intégrée facilement à un moteur existant qui ne comporte pas de modulation Comme on peut le voir sur les

figures 1 et 2, les supports 70 et 78 qui portent les ren-

vois 66 et 74, respectivement, sont boulonnés sur le bâti du

moteur en des points o les boulons 79 et 81 sont déjà utili-

sés à d'autres fins De même, la bague de retenue 54 et la pièce 24 qui porte la bague de soupape 38 et les biellettes

48, sont boulonnées sur le bâti du moteur au moyen du bou-

lon 81 De plus, le vérin 60 peut être fixé sur un montant creux 83 à l'extrémité aval du compresseur tandis que la tige de sortie 62 et la première biellette de liaison 64, peuvent être disposées de manière à se déployer dans le

montant creux 83 Ainsi, il suffit de quelques modifica-

tions relativement mineures du bâti d'un moteur sans modu-

lation, pour le "rattraper" de manière à y ajouter la pré-

sente invention Naturellement, dans le cas d'un moteur de

conception nouvelle, la présente invention peut être incor-

porée en tant que partie intégrante du système.

Le vérin 60 du moyen de commande peut être n'im-

porte quel type de vérin imprimant le mouvement souhaité à la bague de soupape 38 Par exemple, le vérin 60 représenté

sur la figure 1, est un vérin à commande pneumatique rece-

vant de l'air "haute pression" en provenance de toute source disponible, telle que le compresseur du moteur Le vérin 60 comprend un piston 82 prolongé par la tige de sortie 62 De préférence, le piston 82 est à deux faces actives et le vérin 60 comporte un orifice de mise sous pression 84 pour le déploiement et un orifice de mise sous pression 86 pour le retrait pour fournir de l'air "haute pression" aux faces respectives du piston 82 Un tel

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système comprend un agencement des orifices de mise sous pression réducteur des vibrations car, au moyen d'une vanne appropriée, une différence de pressions d'air s'exerce en permanence sur le piston 82 En conséquence, la charge du piston 82, de la tige de sortie 62, des première et seconde biellettes de liaison 64 et 72, des

premier et second renvois 66 et 74 et de la bague de sou-

pape 38, est toujours commandée La charge commandée réduit le tremblement ou le mouvement vibratoire relatif entre composants et, par conséquent, diminue l'usure et prolonge

leur durée de vie.

La présente invention peut comprendre un ou plu-

sieurs vérins et jeux associés de biellettes de liaison et de renvois Plusieurs vérins peuvent être souhaitables pour assurer un mouvement de rotation approprié de bagues de soupape 38 plus grandes En outre, à titre d'exemple et

comme indiqué plus haut, il peut être souhaitable d'agen-

cer le moyen de manoeuvre comme-représenté sur la figure l

o le vérin 60 est placé hors du conduit d'air de refroidis-

sement 20 Un tel agencement réduit les interactions avec l'air circulant dans le conduit d'air de refroidissement

de même qu'il simplifie l'installation de la présente in-

vention De même, le montage de vérins à 1 'extérieur du moteur au voisinage des composants de commande et conduites de vérin est

souhaitable envue de faciliter la mainteance et 1 ' inspection.

De préférence, le moyen de manoeuvre est confi-

guré pour mettre en place la bague de soupape 38 en réponse

à des conditions prédéterminées.

Une telle condition prédéterminée pourrait être, par exemple, la température d'entrée de la turbine du moteur Lorsque cette température d'entrée est élevée, la turbine demande une plus grande quantité d'air de refroidissement et, par conséquent, le vérin 60 déplace la bague de soupape 38 vers la position ouverte Quand la température d'entrée de la turbine est basse, la turbine demande moins d'air de refroidissement et le vérin 60

déplace la bague de soupape 38 vers la position fermée.

2511081.

De telles conditions prédéterminées peuvent être

reçues sous forme d'un signal d'entrée par un régulateur 88.

En se basant sur ce signal d'entrée, le régulateur provoque la mise en place de la bague de soupape 38 Si le vérin 60 est à commande pneumatique comme représenté sur la figure 1, le régulateur 88 envoie un signal à la vanne 90 pour assurer

la fourniture de la quantité d'air "haute pression" appro-

priée aux orifices de mise sous pression pour le déploie-

ment 84 et pour le retrait 86.

Le moyen de manoeuvre peut incorporer des disposi-

tifs de sécurité Par exemple, il peut être doté d'un moyen de vérification de la position de la bague de soupape afin de contrôler et d'indiquer la position du vérin 60 et ainsi,

celle de la bague de soupape 38 La figure 1 montre un agen-

cement du moyen de vérification constitué d'un "tambour" de soupape de signalisation 92 monté sur un prolongement de tige mobile 94 solidaire de la tige de sortie 62 du piston 82 De l'air "haute pression" est injecté par l'orifice 96 à un accès d'entrée 98 par l'intermédiaire d'une conduite

d'alimentation 99 L'air "haute pression" circule à l'inté-

rieur du vérin 60 autour du "tambour" de soupape de signa-

lisation 92 et ressort par un évent 100 Un capteur de pres-

sion 102 est inséré entre l'orifice 96 et l'accès d'entrée

98; il détecte les contre-pressions dans la tubulure d'ali-

mentation 99 La contre-pression dans la conduite 99 varie suivant l'ampleur du recouvrement de l'accès d'entrée 98 par le "tambour" desoupape de signalisation 92, ce qui indique la position dudit "tambour" et ainsi, la position de la bague de soupape 38 Le capteur de pression 102 envoie alors son information de pression sous forme d'un signal d'entrée de réaction au régulateur 88 et, si on le,

souhaite, à un indicateur pour vérification de la position.

La présente invention comprend de préférence un moyen à sûreté intégrée grâce auquel la bague de soupape 38 est amenée en position ouverte en cas d'établissement de

conditions prédéterminées afin d'empêcher ainsi l'échauffe-

ment excessif des composants du moteur La configuration représentée sur les figures l et 2 divulgue un exemple d'un tel moyen à sûreté intégrée Ce moyen est constitué par une disposition appropriée de la bague de soupape 38 par rapport à la pièce 24 et à l'orifice 36 Plus précisément, la bague de soupape 38 est placée du côté aval de l'orifice 36, c'est-à- dire du côté de cet orifice 36 d'o l'air "haute pression" de refroidissement sort de l'orifice, et elle est

reliée directement aux biellettes 48 qui assurent le dépla-

cement axial de la bague de soupape Si une condition pré-

déterminée survient, telle qu'une perte d'air "haute pres-

sion" sur le vérin 60, provoquant une panne de vérin ou bien un désaccouplement du vérin 60 ou des biellettes de

liaisons 64 ou 72, et de la bague de soupape 38, la diffé-

rence de pressions naturelle appliquée à la bague de sou-

pape 38 et à l'agencement de liaison entre bague de sou-

pape et biellettes 48, est telle que l'air "haute pression' traversant l'orifice repousse la bague de soupape 38 en position ouverte Ainsi, le moyen à sûreté intégrée est-il de préférence intrinsèque dans cette réalisation, agissant de ce fait indépendamment du moyen de manoeuvre, pour

ouvrir la bague de soupape 38.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1 Dispositif destiné à la modulation uniforme, autour d'un orifice ( 36) généralement annulaire, du débit d'un fluide traversant cet orifice ( 36), caractérisé en ce qu'il comprend: a) une pièce ( 24) dans laquelle est réalisé l'orifice ( 36) généralement annulaire;

b) une bague de soupape ( 38) pouvant être posi-

tionnée, agencée de manière qu'en position fermée, elle vienne appuyer sur la pièce ( 24) en couvrant l'orifice ( 36) et arrêtant, de la sorte, le flux de fluide à travers cet orifice ( 36), et qu'en position ouverte, elle soit écartée de la pièce ( 24) et de l'orifice ( 36), permettant ainsi au fluide de traverser ce dernier; et c) un moyen de manoeuvre destiné à positionner

la bague de soupape ( 38).

2 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la pièce ( 24) comprend, en outre, des ouver-

tures ( 40) la traversant afin de permettre un débit de fluide minimal à travers la pièce ( 24) lorsque la bague de

soupape ( 38) est en position fermée.

3 Dispositif selon la revendication 2, compre-

nant, en outre, un moyen à sûreté intégrée destiné à la mise en place de la bague de soupape ( 38) en position

ouverte en cas d'établissement d'une condition prédéter-

minée.

4 Dispositif selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que la bague de soupape ( 38) est reliée à la pièce ( 24) par l'intermédiaire de plusieurs biellettes ( 48), ces dernières étant agencées de telle sorte qu'un mouvement de rotation de la bague de soupape ( 38) par rapport à la pièce ( 24) entraîne, par l'intermédiaire de ces biellettes ( 48), un déplacement axial de la bague de soupape ( 38)

entre les positions ouverte et fermée.

5 Dispositif selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que le moyen de manoeuvre est configuré en vue de faire tourner la bague de soupape ( 38) de manière sélective et ainsi, entraîner son mouvement axial entre

les positions ouverte et fermée.

6 Dispositif selon la revendication 5, caracté-

risé en ce que le moyen de manoeuvre est configuré en vue de positionner la bague de soupape ( 38) en réponse à des

conditions prédéterminées.

7 Dans un moteur à turbine à gaz comprenant un circuit ( 20) d'air de refroidissement en vue de fournir de

l'air de refroidissement aux-composants du moteur, une par-

tie du conduit ( 20) d'air de refroidissement étant définie

par un orifice ( 36) généralement annulaire, dispositif des-

tiné à moduler uniformément, autour de l'orifice ( 36), le flux d'air de refroidissement le traversant, caractérisé en ce qu'il comprend:

a) une pièce ( 24) dans laquelle est réalisé l'ori-

fice ( 36) généralement annulaire la traversant;

b) une bague de soupape ( 38) pouvant être position-

née, reliée à la pièce ( 24) par plusieurs biellettes ( 48), la bague ( 38) et les biellettes ( 48) étant agencées de telle sorte qu'en position fermée la bague de soupape ( 38) vienne appuyer sur la pièce ( 24) et recouvre entièrement l'orifice ( 36) arrêtant ainsi le flux d'air traversant l'orifice et de telle sorte qu'un mouvement de rotation de la bague ( 38)

de soupape par rapport à la pièce ( 24) effectue, par l'inter-

médiaire des biellettes ( 48), le déplacement axial de la

bague de soupape ( 38) entre la position ouverte et la posi-

tion fermée, la bague de soupape ( 38) étant, en position ouverte, écartée de la pièce ( 24) et de l'orifice ( 36) afin de permettre au flux d'air de traverser celui-ci; et c) un moyen de manoeuvre destiné à réaliser le mouvement de rotation de la bague ( 38) de soupape et ainsi sa mise en position, le moyen de commande comprenant au moins un vérin ( 60) et au moins une biellette de liaison ( 64) destinée à l'accouplement du vérin ( 60) avec la bague

de soupape ( 38).

8 Dispositif selon la revendication 7, compre-

nant, en outre, un moyen à sreté intégrée destiné au-

positionnement de la bague de soupape ( 38) en position

ouverte en cas d'établissement de conditions prédéterminées.

9 Dispositif selon la revendication 8, caracté-

risé en ce qu'on a pratiqué dans la pièce ( 24) des ouvertu-

res ( 40) destinées à permettre un flux minimal d'air à tra- vers le conduit d'air de refroidissement lorsque la bague de

soupape est en position fermée.

Dispositif selon la revendication 9, caracté-

risé en ce que le moyen de manoeuvre est agencé de sorte que le vérin ( 60) soit monté en dehors du conduit ( 20) d'air

de refroidissement.

11 Dispositif selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que le vérin ( 60) est manoeuvré pneumatiquement.

12 Dispositif selon la revendication 11, caracté-

risé en ce que le vérin ( 60) est doté d'un piston interne ( 82) à deux faces actives pouvant effectuer un mouvement

de translation, le déplacement du piston ( 82) étant trans-

mis à la biellette de liaison ( 64) et caractérisé en ce que le vérin ( 60) comprend, en outre, un agencement d'orifices ( 84, 86) de mise sous pression réducteur de vibrations, constitué par un orifice de mise sous pression ( 84) pour le déploiement et un orifice de mise sous pression ( 86) pour le retrait du piston, destiné à appliquer une différence de

pressions sur le piston ( 82) à tout moment.

13 Dispositif selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que le moyen de manoeuvre comprend au moins un renvoi ( 66) dont une extrémité est reliée à la biellette de liaison ( 64) et l'autre extrémité à la bague de soupape ( 38) pour lui imprimer un mouvement de rotation à partir de

la biellette de liaison ( 64).

14 Dispositif selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que le moyen de manoeuvre comprend plusieurs

orifices et biellettes de liaison ( 64).

Dispositif selon la revendication 14, caracté-

risé en ce que chacun des renvois ( 74) est relié à la bague

de soupape ( 38) au moyen d'un palier rotule à bille ( 80).

16 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé 25110 as 1

en ce qu'il comprend, en outre, un moyen ( 92) de vérifica-

tion de la position de la bague de soupape.

17 Dispositif selon la revendication 8, caracté-

risé en ce que le moyen à sûreté intégrée est constitué par l'agencement de la bague de soupape ( 38) du côté aval de l'orifice ( 36) et le rattachement de la bague ( 38) aux

biellettes ( 48) ce qui, dans le cas d'une panne prédétermi-

née du moyen de manoeuvre, entraîne le placement de la bague de soupape ( 38) en position ouverte sous l'effet

d'une différence de pression qui lui est appliquée.

18 Dispositif selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que chacune des biellettes ( 48) est reliée à la pièce ( 24) au moyen d'un goujon ( 24) inséré dans des trous de la pièce ( 24) et de la biellette ( 48), les goujons ( 50, 52) étant munis d'une tête à grand diamètre, et en ce que la pièce ( 24) comprend une bague de retenue ( 54) pouvant être fixée sur elle de manière à venir toucher la tête à grand diamètre des goujons afin de maintenir chacun d'eux

en place.