FR2538472A1

FR2538472A1 - Reinforced high-speed rotor

Info

Publication number: FR2538472A1
Application number: FR8320606A
Authority: FR
Inventors: Mats Ernst Gustav Lindgren
Original assignee: KOMPOSITPRODUKTER SK FM AB
Current assignee: KOMPOSITPRODUKTER SK FM AB
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1984-06-29
Also published as: DE3346289A1; IT1160234B; SE8207392L; BR8307057A; IT8368339A0; SE8207392D0; JPS59130551A

Abstract

The high-speed rotor has a reinforcing band of laminated fibre material. This material (9,10) is divided, and supported on two sleeves (11,12) spaced apart in the axial direction and which have inner cone faces. These in turn fit on inner sleeves (13, 14) with outer cone faces and which are a close fit round the rotor (4). The similar ends of the inner sleeves are towards each other, so as to transmit thrust forces in one direction at least. The outer ones with their laminated material are moved axially in relation to each other so as to generate the desired surface pressure between the inner ones and the rotor body when the latter is at rest.

Description

La présente invention se rapporte à des corps qui sont renforcés à l'aide de matieres composites à base de fibre(s) et qui sont destinés à tourner à de grandes vitesses, par exemple des éléments incorporés dans des séparateurs, des générateurs, des ventilateurs, des volants centrifuges et analogues, ces corps et ces éléments étant dénommés rotors dans ce qui suit. L'invention se rapporte aussi à un procédé pour renforcer lesdits rotors. The present invention relates to bodies which are reinforced with composite materials based on fiber (s) and which are intended to rotate at high speeds, for example elements incorporated in separators, generators, fans. , centrifugal flywheels and the like, these bodies and these elements being called rotors in what follows. The invention also relates to a method for reinforcing said rotors.

Les conditions exigées à l'heure actuelle des rotors
modernes en- ce- qui concerne la vitesse et le diamètre, par
exemple pour les séparateurs centrifuges, impliquent de
se rapprocher étroitement de la résistance limite des aciers
aux contraintes causées par la vitesse de rotation. Etant
donné que la contrainte dans le matériau est proportionnelle
à la densité et au carré de la vitesse de rotation, les
propriétés de résistance ne peuvent être notablement amé
livrées. en augmentant l'épaisseur du matériau, car la vitesse circonférentielle augmente alors aussi.Current requirements for rotors
modern with regard to speed and diameter, for example
example for centrifugal separators, involve
get close to the limit strength of steels
stresses caused by the speed of rotation. Being
given that the stress in the material is proportional
at the density and squared of the rotational speed, the
strength properties cannot be significantly improved
delivered. by increasing the thickness of the material, because the circumferential speed then increases too.

Un moyen permettant de faire face aux contraintes
croissantes est d'utiliser un matériau ayant une densité inférieure à celle de l'acier, puisque, suivant ce qui a
été dit plus haut, la contrainte dans le matériau est proportionnelle à la densité Un matériau qui combine les avantages d'une haute résistance à la traction et d'une basse densité est une matière plastique à armature de fibre(s), appelée dans ce qui suit stratifié de fibre(s).A means to deal with constraints
increasing is to use a material having a density lower than that of steel, since, according to what has
been said above, the stress in the material is proportional to the density A material which combines the advantages of a high tensile strength and a low density is a plastic with fiber reinforcement (s), called in this following fiber laminate (s).

Les propriétés des fibres de carbone se sont révélées parti
culièrement intéressantes. Pour des raisons pratiques,
cependant, les rotors ne peuvent être faits entièrement de stratifié de fibre. Au lieu de cela, le stratifié de fibre est
appliqué sous la forme d'un elément extérieur ou d'un manchon, de préférence précontraint, qui est positionné autour d' un ('léeeiL de rotor inté-rieur, habituellement en acier.The properties of carbon fibers have proven to be
particularly interesting. For practical reasons,
however, rotors cannot be made entirely of fiber laminate. Instead, the fiber laminate is
applied in the form of an external element or a sleeve, preferably prestressed, which is positioned around a ('léeiL of inner rotor, usually made of steel.

On connaît déjà plusieurs méthodes d'application de ces éléments de stratifié de fibre sur les rotors. Several methods of applying these fiber laminate elements to rotors are already known.

On sait, par exemple, utiliser un emmanchement à force
(frettage)". Cependant, en raison de la baisse de tempé rature limitée qui est susceptible d'être obtenue1 une pression superficielle élevée ne peut être atteinte de cette manière. Il n'est pas davantage possible d'obtenir une précontrainte prononcée en enroulant la fibre directement sur l'élément de rotor métallique, parce que la fibre se rompt facilement sous les forces d'enroulement appliquées.We know, for example, using a press fitting
(shrinking) ". However, due to the limited temperature drop which is likely to be obtained1 high surface pressure cannot be achieved in this way. It is also not possible to obtain a pronounced prestress by winding the fiber directly on the metal rotor element, because the fiber breaks easily under the applied winding forces.

On a proposé antérieurement aussi de réaliser une ultracentrifugeuse sous la forme d'un manchon métallique intérieur relativement mince entouré par un certain nombre d'anneaux de stratifié de fibre. Ces anneaux stratifiés pourraient être fixés au manchon métallique au moyen d'un emmanchement à force ou par l'intermédiaire de surfaces coniques. Les anneaux stratifiés ne sont pas destinés, cependant, à impartir une charge quelconque de précontrainte à des manchons métalliques relativement minces et faibles et le but principal des anneaux serait d'empêcher le gaz centrifugé d'attaquer le stratifié de fibre. It has also previously been proposed to produce an ultracentrifuge in the form of a relatively thin inner metal sleeve surrounded by a number of rings of fiber laminate. These laminate rings could be fixed to the metal sleeve by means of a force fitting or by means of conical surfaces. The laminate rings are not intended, however, to impart any prestressing load to relatively thin and weak metal sleeves and the primary purpose of the rings would be to prevent centrifuged gas from attacking the fiber laminate.

Entre autres choses, la technique connue consistant à utiliser des surfaces coniques quand on fixe les anneaux de fibre directement sur la surface extérieure d'un rotor en métal conique peut amener la formation de craquelures sur les surfaces coniques intérieures des anneaux respectifs, du fait du contact avec l'élément métallique intérieur, quand l'anneau est appliqué par pression. Afin d'être capable d'obtenir des pressions superficielles de précontrainte élevées tout mouvement relatif doit être exclu entre la matière fibreuse et l'élément métallique adjacent quand on applique le stratifié de fibre. Par conséquent, cette technique connue ne peut être utilisée quand ond-é-s1re atteindre des pressions superficielles élevées. Among other things, the known technique of using tapered surfaces when attaching the fiber rings directly to the outer surface of a tapered metal rotor can cause cracking on the inner tapered surfaces of the respective rings, due to the contact with the internal metal element, when the ring is applied by pressure. In order to be able to obtain high prestressing surface pressures any relative movement must be excluded between the fibrous material and the adjacent metal element when applying the fiber laminate. Therefore, this known technique can only be used when ond-é-s1re reach high surface pressures.

Une solution du problème de la réalisation de
pressions superficielles de précontrainte élevées sans risque d'endommager l'anneau de stratifié de fibre est décrite-dans le brevet US-A-4 160 521. Selon ce brevet, le stratifié de fibre est appliqué sur un anneau intermédiaire conique, qui est ensuite pressé sur un corps de rotor ayant une conicité correspondante. A solution to the problem of achieving
high prestressing surface pressures without risk of damaging the fiber laminate ring is described in US-A-4,160,521. According to this patent, the fiber laminate is applied to a conical intermediate ring, which is then pressed on a rotor body having a corresponding taper.

Pour que la technique consistant à renforcer les rotors à l'aide d'un bandage ou d'un bracelet de stratifié de fibre de renforcement soit utile dans la pratique, il est désirable que le bandage puisse être appliqué rapidement et d'une manière simple, de préférence sans'la nécessité de prévoir une enclume extérieure ou des surfaces tampon pour forcer les manchons de précontrainte. In order for the technique of reinforcing rotors with a bandage or bracelet of reinforcing fiber laminate to be useful in practice, it is desirable that the bandage can be applied quickly and in a simple manner , preferably without the need to provide an external anvil or buffer surfaces to force the prestressing sleeves.

En sus de ce qui précèdes il doit être possible d'enlever le bandage sans difficulté majeure, quand le besoin s en fait sentir. Ceci s'applique1 par exemplessaux auxcentri- fugeuses utilisées dans l'industrie laitière, où il est nécessaire d'ouvrir les centrifugeuses tous les jours à' des fins de nettoyage exigeant l'enlèvement du bandage. In addition to the above it should be possible to remove the bandage without major difficulty, when the need arises. This applies, for example, to centrifuges used in the dairy industry, where it is necessary to open the centrifuges daily for cleaning purposes requiring the removal of the tire.

En conséquence, un objet de la présente invention est de procurer une technique pour le renforcement des rotors à l'aide d'un bandage de renforcement en stratifié de fibre avec lequel une pression superficielle de précontrainte élevée peut être réalisée et qui puisse être placé sur le rotor ou en être enlevé d'une manière facile et simple, et puisse être disposé sur ledit rotor en utilisant des forces s'équilibrant mutuellement sans qu'il soit nécessaire de-prévoir une enclume ou des surfaces tampon. De plus, il doit être possible de placer le bandage de stratifié de fibre sur le rotor et de l'en enlever sans exiger un mouvement relatif entre le stratifié et l'élément métallique de support.Un autre objet encore est de procurer une technique par laquelle le bandage peut être effectivement appliqué sur le rotor sans qu'il soït nécessaire d'en modifier la forme. It is therefore an object of the present invention to provide a technique for reinforcing the rotors using a fiber-reinforced reinforcing bandage with which a high prestressing surface pressure can be achieved and which can be placed on the rotor or to be removed therefrom in an easy and simple manner, and can be disposed on said rotor using forces which balance each other without the need to provide an anvil or buffer surfaces. In addition, it should be possible to place and remove the fiber laminate bandage on the rotor without requiring relative movement between the laminate and the metallic support member. Yet another object is to provide a technique by which the bandage can be effectively applied to the rotor without the need to modify its shape.

A cet effet, un rotor selon l'invention ayant un bandage de stratifié de fibre ou de fibre mixte placé autour du rotor est caractérisé en ce que le stratifié de fibre est divisé entre, et supporté par, deux manchons séparés axialement ayant des surfaces intérieures coniques ; en ce que chacun desdits manchons est place autour d'un élément intérieur du type manchon ayant une surface extérieure conique et entourant étroitement ledit rotor ; en ce que lesdits éléments du type manchon sont positionnés de telle sorte que leurs extrémités mutuellement similaires se font face l'une à l'autre et sont disposées de manière à transmettre des forces, agissant axialement, dans au moins une direction entre lesdits éléments, et en ce que les manchons supportant la matière du stratifié de fibre sont disposés de telle sorte que leurs extrémités se faisant face mutuellement sont
mutuellement similaires mais sont directement à l'opposé des extrémités se faisant face desdits éléments intérieurs du type manchon et sont déplacés axialement l'un par rapport à l'autre sur lesdits éléments intérieurs, de telle sorte que la pression superficielle désirée est obtenue entre lesdits éléments et le corps de rotor quand ledit corps est au repos.For this purpose, a rotor according to the invention having a bandage of fiber laminate or mixed fiber placed around the rotor is characterized in that the fiber laminate is divided between, and supported by, two axially separated sleeves having interior surfaces conical; in that each of said sleeves is placed around an inner element of the sleeve type having a conical outer surface and closely surrounding said rotor; in that said sleeve-like elements are positioned such that their mutually similar ends face one another and are arranged so as to transmit forces, acting axially, in at least one direction between said elements, and in that the sleeves supporting the material of the fiber laminate are arranged so that their ends facing each other are
mutually similar but are directly opposite the opposite ends of said inner sleeve-like elements and are moved axially relative to each other on said inner elements, so that the desired surface pressure is obtained between said elements and the rotor body when said body is at rest.

Par "élément du type manchon", on entend ici et dans ce qui suit, à la fois un manchon conique séparé et une partie conique d'un manchon, qui peut aussi montrer une autre partie ayant la conicité opposée, par exemple deux parties coniques coaxiales en image spéculaire. By "sleeve-like element" is meant here and in the following, both a separate conical sleeve and a conical part of a sleeve, which may also show another part having the opposite taper, for example two conical parts coaxial in specular image.

De préférence1 les éléments du type manchon ont la forme de manchons séparés qui sont disposés de telle sorte que leurs extrémités les plus étroites se font face l'une I'autre, qui sont accouplés mécaniquement l'un avec l'autre, de sorte que les manchons supportant la matière du stratifié de fibre sont disposés de manière que leurs extrémités les plus larges soient face à face, et qui sont axialement écartés l'un de l'autre sur les manchons intérieurs, de manière à obtenir la pression superficielle désirée entre les manchons mentionnés en dernier et le corps du rotor. Preferably, the elements of the sleeve type have the form of separate sleeves which are arranged so that their narrowest ends face each other, which are mechanically coupled with each other, so that the sleeves supporting the material of the fiber laminate are arranged so that their wider ends face each other, and which are axially spaced apart from one another on the inner sleeves, so as to obtain the desired surface pressure between the sleeves mentioned last and the rotor body.

Un renfoncement de ce genre peut être produit faci lement, puisque les forces nécessaires pour déplacer les
manchons supportant -la matière du stratifié de fibre s'équilibrent l'une l'autre, évitant ainsi la nécessité de surfaces de réaction extérieures, telles que les surfaces d'une enclume ou analogue.A recess of this kind can be easily produced, since the forces necessary to move the
sleeves supporting the fiber laminate material balance each other, thereby avoiding the need for exterior reaction surfaces, such as the surfaces of an anvil or the like.

Selon une forme de réalisation préférée, les manchons intérieurs sont munis de moyens qui permettent d'injecter de force de l'huile sur les surfaces en contact mutuel des paires de manchons coniques respectives, en vue de permettre d'enlever facilement le bandage de précontrainte en déplaçant les manchons supportant le stratifié de fibre1 relativement l'un à l'autre. Quand due l'huile est injectée sur ces surfaces de contact, on peut déplacer axialement les manchons assez facilement sans appliquer de force appréciable, par suite, notamment, de la composante de force, permise par l'huile pressurisée, dans la direction du mouvement des manchons. According to a preferred embodiment, the inner sleeves are provided with means which make it possible to forcibly inject oil onto the surfaces in mutual contact of the pairs of respective conical sleeves, in order to allow easy removal of the prestressing bandage. by moving the sleeves supporting the fiber1 laminate relatively to each other. When the oil is injected onto these contact surfaces, the sleeves can be displaced axially quite easily without applying appreciable force, owing in particular to the force component, permitted by the pressurized oil, in the direction of movement sleeves.

Un procédé selon l'invention pour renforcer un rotor au moyen d'un bandage de renforcement en stratifié de fibre qui entoure le rotor est caractérisée en ce que l'on dispose étroitement autour du rotor deux éléments du type manchon, mutuellement coaxiaux, ayant des surfaces extérieures coni ques, d'une manière telle que les extrémités mutuellement similaires desdits éléments du type manchon se font face l'une à 1 autre et de manière à permettre la transmission des forces axiales au moins dans une direction entre lesdits éléments, en plaçant autour de chacun desdits éléments du type manchon un manchon supportant un stratifié de fibre respectif ayant une surface intérieure conique, d'une manière telle que les extrémités se faisant face mutuellement desdits manchons sont directement à l'opposé des extrémités se faisant face mutuellement des éléments du type manchon ayant ladite surface extérieure conique, et en déplaçant axialement les manchons supportant le stratifié de fibre relativement l'un à l'autre sur les éléments du type manchon intérieur, jusqu'à ce que la pression superficielle désirée soit obtenue entre lesdits éléments et le corps du rotor. A method according to the invention for reinforcing a rotor by means of a fiber-reinforced reinforcing bandage which surrounds the rotor is characterized in that two mutually coaxial elements of the sleeve type are closely arranged around the rotor, having conical outer surfaces in such a way that the mutually similar ends of said sleeve-like elements face one another and so as to allow the transmission of axial forces at least in one direction between said elements, placing around each of said sleeve-like elements a sleeve supporting a respective fiber laminate having a conical interior surface, such that the mutually facing ends of said sleeves are directly opposite the mutually facing ends of the elements of the sleeve type having said conical outer surface, and by axially displacing the sleeves supporting the fiber laminate relatively t to each other on the elements of the inner sleeve type, until the desired surface pressure is obtained between said elements and the rotor body.

De préférence, les éléments du type manchon ont la forme de manchons intérieurs séparés axialement, qui sont accouplés mécaniquement l'un avec l'autre et sont placés autour du rotor, de telle sorte que les extrémités les plus étroites desdits manchons se font face l'une à l'autre et que les manchons extérieurs supportant le stratifié de fibre sont disposés de telle sorte que leurs extrémités les plus larges se font face l'une à l'autre et que, lorsqu'ils sont déplacés axialement pour les éloigner l'un de l'autre, une pression superficielle de la grandeur désirée puisse être obtenue entre les manchons intérieurs et le corps de rotor. Preferably, the sleeve type elements have the form of axially separated inner sleeves, which are mechanically coupled with each other and are placed around the rotor, so that the narrowest ends of said sleeves face each other. to each other and that the outer sleeves supporting the fiber laminate are arranged so that their wider ends face one another and that, when moved axially to move them apart one from the other, a surface pressure of the desired size can be obtained between the inner sleeves and the rotor body.

Les manchons intérieurs peuvent être accouplés mécaniquement l'un avec autre, pouir former une unité, avant d'être montés sur le rotor, ou bien les manchons peuvent être montés séparément en partant d'une extrémité sélectionnée. Les manchons extérieurs supportant la matière du stratifié de fibre doivent être placés autour de leurs éléments intérieurs respectifs, mais cependant avant l'accou- plement de ces éléments l'un avec l'autre. The inner sleeves can be mechanically coupled to each other, to form a unit, before being mounted on the rotor, or the sleeves can be mounted separately from a selected end. The outer sleeves supporting the material of the fiber laminate must be placed around their respective inner elements, but however before the coupling of these elements with each other.

Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, les manchons supportant le stratifié de fibre sont déplacés séparément pour réaliser une précontrainte désirée à l'aide dlun moyen disposé entre lesdits manchons et capable de se dilater sous l'action d'un fluide sous pression. Ce moyen peut, par exemple, avoir la forme d'un tuyau flexible relié de manière à former un anneau. According to a preferred embodiment of the invention, the sleeves supporting the fiber laminate are moved separately to achieve a desired prestress using a means disposed between said sleeves and capable of expanding under the action of a fluid under pressure. This means may, for example, have the form of a flexible pipe connected so as to form a ring.

L'invention sera maintenant décrite avec plus de détails en se référant à une forme de réalisation représentée sur les dessins d'accompagnement, sur lesquels
la figure 1 représente schématiquement et en partie en coupe le rotor d'un séparateur centrifuge muni d'un bandage de renforcement selon l'invention,
les figures 2 et 3A représentent deux stades différents dans la mise en place du bandage sur le rotor représenté sur la figure 1,
la figure 3Breprésente schématiquement une partie du tuyau flexible en forme d'anneau utilisé dans la forme de réalisation de la figure 3A1 et
les figures 4, 4A et 4B représentent l'enlèvement du bandage.The invention will now be described in more detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings, in which
FIG. 1 shows schematically and partly in section the rotor of a centrifugal separator provided with a reinforcing bandage according to the invention,
FIGS. 2 and 3A represent two different stages in the fitting of the tire on the rotor shown in FIG. 1,
FIG. 3B schematically represents part of the flexible tube in the form of a ring used in the embodiment of FIG. 3A1 and
Figures 4, 4A and 4B show the removal of the bandage.

Le séparateur centrifuge représenté sur la figure 1 peut être du type décrit dans le brevet US-A-3 986 663 et comprend une partie supérieure 1 et une partie inférieure 2, qui sont en acier inoxydable et sont maintenues ensemble au moyen d'une bague de blocage 3. La partie inférieure 2 a une bride 4 de montage dépassant vers le haut et vers l'extérieur et ayant des ouvertures 5, espacées autour de sa périphérie, qui sont normalement tenues fermées au moyen d'une soupape mobile axialement disposée dans le rotor centrifuge. Quand la soupape est déplacée axialement, les ouvertures sont dégagées pour permettre le passage d'éléments lourds séparés. Les éléments plus légers se rassemblent au centre du séparateur et- sortent par une conduite de décharge 6.Le chiffre de référence 7 désigne une conduite fixe, disposée centralement d'introduction du mélange des milieux à séparer. Le rotor est supporté et entrainé par un arbre 8. Pour une description plus détaillée --d'un séparateur centrifuge selon la figure 3 9 on peut se reporter au brevet
US-A-3 986 663 cité plus haut.The centrifugal separator shown in FIG. 1 can be of the type described in US-A-3,986,663 and comprises an upper part 1 and a lower part 2, which are made of stainless steel and are held together by means of a ring. blocking 3. The lower part 2 has a mounting flange 4 projecting upwards and outwards and having openings 5, spaced around its periphery, which are normally kept closed by means of a movable valve axially arranged in the centrifugal rotor. When the valve is moved axially, the openings are cleared to allow the passage of separate heavy elements. The lighter elements gather in the center of the separator and exit through a discharge pipe 6. Reference numeral 7 designates a fixed pipe, centrally arranged for introducing the mixture of media to be separated. The rotor is supported and driven by a shaft 8. For a more detailed description - of a centrifugal separator according to FIG. 3 9 one can refer to the patent
US-A-3,986,663 cited above.

Le rotor représenté sur la figure 1 a été renforcé par un bandage de renforcement extérieur placé autour de la bride de montage 4 de la partie 2 du rotor, par exemple un bandage de matière comprenant des fibres haute résistance, de préférence des fibres de carbone, enrobées dans une matrice, normalement une matrice de matière plastique. The rotor shown in FIG. 1 has been reinforced by an external reinforcing bandage placed around the mounting flange 4 of part 2 of the rotor, for example a bandage of material comprising high-strength fibers, preferably carbon fibers, coated in a matrix, normally a plastic matrix.

Ainsi que le montrent clairement les figures 2 et 3A,selon l'invention, la matière composite, ou stratifié de fibre, a la forme de deux corps annulaires 9 et 109 placés chacun sur un manchon annulaire respectif il et 12 ayant une surface intérieure conique. Dans la forme de réalisation représentée ces derniers manchons sont disposés avec leurs extrémités les plus larges se faisant face l'une à l'autre et sont montés sur un manchon intérieur respectif 139 14 qui l'un et l'autre entourent étroitement la bride 41 mais qui, à la différence des manchons 11, 12, ont leurs extrémités les plus étroites se faisant face l'une à l'autre et réunies l'une à l'autre. As clearly shown in FIGS. 2 and 3A, according to the invention, the composite material, or fiber laminate, has the form of two annular bodies 9 and 109 each placed on a respective annular sleeve 11 and 12 having a conical inner surface . In the embodiment shown, the latter sleeves are arranged with their wider ends facing each other and are mounted on a respective inner sleeve 139 14 which both tightly surround the flange 41 but which, unlike the sleeves 11, 12, have their narrowest ends facing one another and joined to one another.

Les extrémités extérieures de manchons annulaires 13 et 14 sont munies de brides 15 et 16 respectivement, lesquelles servent de butées aux manchons Il et 12 supportant la matière composite à base de fibres, par exemple le stra tifié.de fibre. Le manchon 13 est aussi muni d'une bride 17 qui est disposée pour agir en coopération avec la bride 4 du rotor et permet aux manchons 13 et 14 d'être placés exactement aux positions désirées sur la bride 4. Le chiffre de référence 18 désigne un canal pour alimenter en huile une rainure 19 qui s 'étend autour des surfaces de contact entre les manchons coniques 12 et 14. Un canal correspondant (non placé dans cette vue en coupe) et une rainure 20 sont aussi disposés dans l'autre manchon 13.La fonction de ces canaux et de ces rainures apparaitra plus loin en se référant à la figure 4. The outer ends of annular sleeves 13 and 14 are provided with flanges 15 and 16 respectively, which serve as stops for the sleeves II and 12 supporting the fiber-based composite material, for example the fiber laminate. The sleeve 13 is also provided with a flange 17 which is arranged to act in cooperation with the flange 4 of the rotor and allows the sleeves 13 and 14 to be placed exactly at the desired positions on the flange 4. The reference numeral 18 designates a channel for supplying oil to a groove 19 which extends around the contact surfaces between the conical sleeves 12 and 14. A corresponding channel (not placed in this sectional view) and a groove 20 are also arranged in the other sleeve 13.The function of these channels and these grooves will appear further on with reference to FIG. 4.

Les corps en stratifié de fibr-e 9 et 10 peuvent être appliqués sur les manchons 11 et 12 en enroulant des fibres de carbone autour des manchons respectifs d'une manière classique, en conjonction avec une application de matière plastique, puisque lesdits corps seront simplement fixés aux manchons sans précontrainte. The fiber laminate bodies 9 and 10 can be applied to the sleeves 11 and 12 by wrapping carbon fibers around the respective sleeves in a conventional manner, in conjunction with an application of plastic, since said bodies will simply attached to the sleeves without preload.

Les figures 2 et 3A représentent les stades dans la mise en place d'un bandage de renforcement selon l'invention autour de la bride de rotor 4. Pour cela, les manchons intérieurs 13 et 14 sont d'abord montés sur la bride de rotor 4 jusqu'à ce que la bride de butée 17 sur le manchon 13 vienne en prise avec la bride de rotor 4. Les manchons précités sont encerclés par les manchons 11 et 12 supportant le stratifié de fibre, lesdits manchons étant positionnés sur les parties des manchons 13 et 14 ayant le plus petit diamètre. Les manchons mentionnés en dernier sont accouplés mécaniquement l'un avec l'autre à leurs extrémités se faisant face mutuellement. Figures 2 and 3A show the stages in the establishment of a reinforcing bandage according to the invention around the rotor flange 4. For this, the inner sleeves 13 and 14 are first mounted on the rotor flange 4 until the stop flange 17 on the sleeve 13 comes into engagement with the rotor flange 4. The aforementioned sleeves are surrounded by the sleeves 11 and 12 supporting the fiber laminate, said sleeves being positioned on the parts of the sleeves 13 and 14 having the smallest diameter. The last mentioned sleeves are mechanically coupled with each other at their ends facing each other.

Cet accouplement peut être effectué en déroulant des languettes courbées extérieurement sur un manchon pour les mettre en prise avec la portion terminale de l'autre manchon. I1 est judicieux d'accoupler les manchons l'un avec 1 autre avant de les monter sur la bride du rotor bien qu'ils puissent être accouplés après avoir été montés. Il est important, à cet égard, cependant, que les manchons 11 et 12 supportant le stratifié de fibre soient placés autour des manchons respectifs 13 et 14 avant que ceux-ci ne soient accouplés ensemble. This coupling can be performed by unrolling curved tabs on the outside on a sleeve to engage them with the terminal portion of the other sleeve. It is a good idea to couple the sleeves with one another before mounting them on the rotor flange although they can be coupled after being mounted. It is important in this regard, however, that the sleeves 11 and 12 supporting the fiber laminate are placed around the respective sleeves 13 and 14 before these are coupled together.

Afin de précontraindre la bride du rotor1 les manchons 11 et 12 sont écartés axialement, de sorte que - entre autres chose-s - la pression superficielle entre les manchons mentionnés en dernier et la bride 4 augmentera en conséquence de la coopération entre les surfaces coniques des paires de manchons. Ce déplacement axial des manchons 11 et 12 peut être effectué facilement, comme le représente la figure 3A, au moyen d'un tuyau flexible expansible qui est formé en un anneau et dont une partie est représentée sur la figure 3B. In order to prestress the rotor flange1 the sleeves 11 and 12 are axially spaced, so that - among other things - the surface pressure between the last mentioned sleeves and the flange 4 will increase as a result of the cooperation between the conical surfaces of the pairs of sleeves. This axial displacement of the sleeves 11 and 12 can be easily carried out, as shown in FIG. 3A, by means of an expandable flexible pipe which is formed in a ring and part of which is shown in FIG. 3B.

Le tuyau flexible 21 est disposé dans l'espace annulaire entre les manchons 11 et 12 supportant les corps de stratifié de fibre respectifs 9 et 10. Le tuyau flexible est faits de préférence, en une matière souple mais non élastiques telle que celle d'un tuyau de pompe à incendie, par exemple. La précontrainte désirée de la bride de rotor peut être réalisée en pompant un milieu sous pression, tel que l'eaux dans le tuyau Pour celas les manchons 13 et 14 sont, de préférence, munis de brides d'aboutement 15 et 16 respectivement1 positionnées de telle sorte que la précontrainte de la bride de rotor 4 est obtenue quand les manchons 11 et 12 viennent en prise avec leur bride respective. The flexible pipe 21 is disposed in the annular space between the sleeves 11 and 12 supporting the respective fiber laminate bodies 9 and 10. The flexible pipe is preferably made of a flexible but non-elastic material such as that of a fire pump hose, for example. The desired prestress of the rotor flange can be achieved by pumping a pressurized medium, such as water in the pipe. For this, the sleeves 13 and 14 are preferably provided with abutment flanges 15 and 16, respectively positioned such that the prestressing of the rotor flange 4 is obtained when the sleeves 11 and 12 engage with their respective flanges.

Un bandage de renforcement selon ce qui a été dit ci-dessus peut être monté rapidement en utilisant de simples moyens à cet effet, à savoir un tuyau flexible raccordé à une source de pression. Les forces nécessaires pour forcer un manchon supportant le stratifié de fibre le long du manchon intérieur coopérant avec lui stéquilibrent l'une l'autre et, par suite, une surface de réaction extérieure ou un moyen du type enclume n'est pas nécessaire. Ainsi qu'on le verra, le bandage de renforcement est monté sur une partie du rotor entièrement cylindrique et, en conséquenceS l'invention peut aussi être appliquée à des rotors existants.La conicité des manchons utilisés est très légère et, de ce fait, la technique de forcement décrite permet d'obtenir des pressions superficielles très élevées, ces pressions excédant largement celles qui peuvent être obtenues avec les méthodes connues précédemment mentionnées dans l'introduction. A reinforcing bandage according to what has been said above can be quickly mounted using simple means for this purpose, namely a flexible hose connected to a pressure source. The forces required to force a sleeve supporting the fiber laminate along the inner sleeve cooperating with it balance each other and, therefore, an external reaction surface or anvil-type means is not required. As will be seen, the reinforcing bandage is mounted on a part of the fully cylindrical rotor and, consequently, the invention can also be applied to existing rotors. The taper of the sleeves used is very light and, therefore, the forcing technique described makes it possible to obtain very high surface pressures, these pressures greatly exceeding those which can be obtained with the known methods previously mentioned in the introduction.

Les figures 4, 4A et 4B représentent un procédé par lequel un bandage de renforcement selon l'invention peut être enlevé facilement du rotor. Ainsi, on place sur le bandage un dispositif du type étrier 22, qui est muni d'un canal 23 d'alimentation en fluide sous pression à raccorder àune source de pression, ledit canal étant aligné de manière étanche avec le canal 18 dans le manchon intérieur 16 De l'huile sous haute pression peut alimenter les surfaces de contact mutuel des manchons coniques 12 et 14 par l'intermédiaire des canaux raccordés et de la rainure circonférentielle 19. Figures 4, 4A and 4B show a method by which a reinforcing bandage according to the invention can be easily removed from the rotor. Thus, a band type device 22 is placed on the bandage, which is provided with a channel 23 for supplying pressurized fluid to be connected to a pressure source, said channel being aligned in leaktight manner with channel 18 in the sleeve. interior 16 Oil under high pressure can supply the mutual contact surfaces of the conical sleeves 12 and 14 via the connected channels and the circumferential groove 19.

Ceci permet, d'une manière connue1 au manchon supportant le stratifie de fibre de se déplacer dans une direction de libération, lequel mouvement peut être effectué sans force appréciable, en conséquence de l'effet lubrifiant de l'huile et de la composante de force obtenue par l'huile pressurisée dans ladite direction de libération. Afin d'obtenir une libération correspondante de l'autre manchon 11, le dispositif en forme d'étrier 22 est inversé, de sorte que l'huile pressurisée peut alimenter la rainure 20 par l'intermédiaire d'un canal (non représenté) dans le manchon 13. Autre possibilité, le dispositif en forme d'étrier peut être muni de deux systèmes de canaux séparés disposés -pour être alimentés par des sources de pression différentes pour la libération simultanée des deux manchons.This allows, in a known manner1 to the sleeve supporting the fiber laminate to move in a release direction, which movement can be performed without appreciable force, as a consequence of the lubricating effect of the oil and the force component. obtained by pressurized oil in said release direction. In order to obtain a corresponding release from the other sleeve 11, the stirrup-shaped device 22 is inverted, so that the pressurized oil can feed the groove 20 via a channel (not shown) in the sleeve 13. Alternatively, the stirrup-shaped device may be provided with two separate channel systems arranged to be supplied by different pressure sources for the simultaneous release of the two sleeves.

Un bandage selon l'invention peut ainsi être démené très rapidement, en utilisant de simples moyens, sans la nécessité de surfaces de réaction extérieures ou analogues
Dans ce qui précède, l'invention a été décrite en se référant à une forme de réalisation préférée représentée sur les figures. La forme de réalisation représentée, cependant, peut être modifiée sous plusieurs rapports. Par exemple, les positions représentées des manchons 11, 12 et 13, 14 peuvent être inversées. A cet égard, les extrémités se situant à l'intérieur des manchons 13 et 14 n'ont pas nécessairement à être accouplés l'une avec l'autre, il est simplement necessaire qu'elles soient disposées en contact l'une avec l'autre, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une entretoise intermédiaire, quand les manchons sont forcés l'un vers l'autre. Ceci peut être effectué, par exemple, à l'aide d'un dispositif du type étrier 22 du genre représenté sur la figure 4. Pour cela, les manchons 13 et 14 peuvent aussi avoir la forme de parties coniques (éléments du type manchon) d'un manchon en une seule pièce. Le tuyau flexible représenté sur la figure 3B peut aussi être remplacé par un moyen expansible convenable pour écarter les manchons 11 et 12.A bandage according to the invention can thus be removed very quickly, using simple means, without the need for external reaction surfaces or the like.
In the foregoing, the invention has been described with reference to a preferred embodiment shown in the figures. The embodiment shown, however, can be changed in several ways. For example, the positions shown of the sleeves 11, 12 and 13, 14 can be reversed. In this regard, the ends located inside the sleeves 13 and 14 do not necessarily have to be coupled with each other, it is simply necessary that they are arranged in contact with each other. other, either directly or through an intermediate spacer, when the sleeves are forced towards each other. This can be done, for example, using a device of the caliper type 22 of the kind shown in FIG. 4. For this, the sleeves 13 and 14 can also have the shape of conical parts (elements of the sleeve type) a single piece sleeve. The flexible hose shown in FIG. 3B can also be replaced by an expandable means suitable for spreading the sleeves 11 and 12.

L invention peut aussi être utilisée en conjonction avec toute forme d'élément rotatif, en plus du séparateur selon la figure 1. The invention can also be used in conjunction with any form of rotary element, in addition to the separator according to FIG. 1.

Claims

1. Rotor around which a reinforcing bandage made of fiber laminate is disposed 1 rotor characterized in that the material of the fiber laminate (9, 10) is divided between and supported by two axially separated sleeves (11,12) having interior surfaces conical, in that each of said sleeves is placed around an inner sleeve-like element (13, 14) having a conical outer surface and closely surrounding the flange (4) of the rotor (2) in that said sleeve-like elements are positioned so that their mutually similar ends face one another and are arranged so as to transmit forces acting axially in at least one direction between said elements, and in that the sleeves (11,12 ) supporting the fiber laminate are arranged so that their mutually facing ends are mutually similar but are directly opposite the opposite ends of said interior members of the sleeve type (13s 14) and, with the respective part of the material of the fiber laminate, are moved axially, with respect to each other, at positions such that said interior elements that the desired surface pressure is obtained between said elements (13,14) and the body of the flange (4) of the rotor when said body is at rest.

2. Rotor according to claim 1, characterized in that said inner sleeve-type element comprises separate sleeves (13,14) arranged with their narrowest ends facing each other and mechanically coupled one with the other, the sleeves (11, 12) supporting the fiber laminate being arranged so that their wider ends are facing each other and being axially spaced apart from each other on the inner sleeves (13, 14) so as to obtain the desired surface pressure between the sleeves mentioned last and the body of the flange (4) of the rotor.

3. Rotor according to claim 1 or claim 2, characterized in that the inner elements of the sleeve type (13,14) are provided with abutment means (15, 16) or corresponding means arranged to act in cooperation with the sleeves (11,12) supporting said fiber laminate bodies (9,10) to ensure placement of said sleeves in given positions.

4. Rotor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the inner elements of the sleeve type (13,14) are provided with means (8,19; 20) which allow a forced injection of oil and its passing over the respective contact surfaces 1, pairs of respective conical sleeves, to allow the reinforcing bandage to be released when the sleeves (11,12) supporting the fiber laminate are moved relative to each other in a release direction.

5 Method for reinforcing a rotor by means of a fiber-reinforced reinforcing bandage which surrounds this rotor, characterized in that two sleeve-type elements having conical outer surfaces are arranged closely around the rotor in a manner that the mutually similar ends of said sleeve type elements face one another and so as to allow the transmission of axial forces at least in one direction between said elements 9 said sleeve type elements being surrounded by a respective sleeve having a conical inner surface, said sleeves supporting a respective part of the fiber laminate material and being arranged in such a way that the ends of said mutually facing sleeves are directly opposite to each other's opposite ends internal elements of the sleeve type, and in that the sleeves supporting the fiber laminate are moved axially with the respective part ve of the material of the fiber laminate, relatively to each other on the respective inner elements of the sleeve type, until the desired surface pressure is obtained between said elements and the rotor body.

6. Method according to claim 5, in which the inner elements of the sleeve type comprise mutually separate inner sleeves, characterized in that the inner sleeves are placed around the rotor so that their narrowest ends are face to face, and in that said sleeves are mechanically coupled together, the sleeves supporting the fiber laminate being arranged with their wider ends facing each other and in that the sleeves are axially separated one from the other on the inner sleeves, until a desired surface pressure is obtained between said inner sleeves and the rotor body.

7. Method according to claim 6, characterized in that the inner sleeves with the sleeves supporting the fiber laminate surrounding said inner sleeves are mounted in the form of a single unit on the rotor.

8. Method according to claim 6 or claim 7, characterized in that the sleeves supporting the fiber laminate are separated from one another, using a device which can be expanded by means of a pressurized fluid and which is disposed between said sleeves.

9. Method according to claim 89 characterized in that said device has the form of an annular flexible pipe (21).

10. Method according to claim 5 or claim 6, characterized in that each of the inner elements of the sleeve type is mounted on the rotor from one of its selected ends, and in that the sleeves are mechanically coupled when they are located at the desired position on the rotor1 the sleeves supporting the fiber laminate being located around the narrowest end of the corresponding sleeve-type elements.