FR2546569A1 - Plaque metallique revetue par au moins une dalle en materiau ceramique et son utilisation comme pale radiale de machine tournante - Google Patents

Plaque metallique revetue par au moins une dalle en materiau ceramique et son utilisation comme pale radiale de machine tournante Download PDF

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Abstract

LA PLAQUE METALLIQUE, SUSCEPTIBLE D'ETRE SOUMISE A UNE FORCE CENTRIFUGE, EST CARACTERISEE EN CE QU'AU MOINS UNE DE SES FACES EST REVETUE PAR AU MOINS UNE DALLE EN MATERIAU CERAMIQUE. LA PLAQUE1 PEUT ETRE REVETUE PAR PLUSIEURS DALLES2, CHACUNE D'ELLE ETANT FIXEE A L'AIDE D'UNE COUPELLE TRONCONIQUE4 SOLIDARISEE PAR SA BASE AVEC LA PLAQUE ET MUNIE INTERIEUREMENT D'UN BOUCHON EN MATERIAU CERAMIQUE3. UTILISATION DESDITES PLAQUES COMME PALES RADIALES DE MACHINES TOURNANTES, PARTICULIEREMENT DE VENTILATEURS EXHAUSTEURS.

Description

La présente invention concerne une plaque métallique revêtue par au moins une dalle en matériau céramique et son utilisation comme pale radiale de machine tournante.
Les machines tournantes du type vèntilateur, et en particulier ventilateur-exhausteur, utilisées par exemple dans les centrales thermiques sont composées d'un corps ayant intérieurement la forme d'une spirale logarithmique et d'un rotor, venant se loger dans le corps, muni de pales radiales. Ces machines véhiculent un mélange d'air et de particules de charbon, abrasives, qui provoquent une érosion et une usure des pales. Dans certains cas il est nécessaire de remplacer les pales après 200 à 500 heures de fonctionnement (cette durée est d'autant plus courte que le charbon contient plus de cendres) ce qui évidemment occasionne des frais de maintenance élevés en matériel et personnel et une consommation de fuel necessai- re pour assurer le bon fonctionnement des chaudières pendant l'arrêt de ltalimentation en charbon.
Un problème de sécurité se superpose à celui de la maintenance, du au fait que l'utilisation de pales en acier ordinaire provoque un échauf- fement du flux d'air et de particules de charbon qui peut conduire à des explosions.
On a tenté de résoudre ces problèmes en recouvrant les pales soit par du métal d'apport, soit par un mélange de céramique et de résine cuit au four directement sur les pales. Les performances sont légerement améliorées mais la maintenance reste importante, l'augmentation de la température du mélange d'air et de charbon est encore trop élevée et lès performances sont très dispersées.
On a maintenant trouvé que les problèmes évoqués ci-dessus peuvent être résolus en utilisant des pales conformément à l'invention.
L'invention a pour objet une plaque métallique susceptible d'être soumise à une force centrifuge, caractérisée en ce qu'au moins une de ses faces est revêtue par au moins une dalle en matériau céramique.
La plaque métallique peut être de toute nature, mais plus parti culièrement en acier, et comprend 2 faces et 4 chants. Elle est susceptible d'être soumise à une force centrifuge, le champ de forces étant parallèle aux faces de la plaque. Le revêtement peut être assuré par une seule dalle en matériau céramique mais on comprendra que, pour minimiser les problèmes de maintenance (en cas de bris de la dalle par exemple) il est avantageux d'utiliser plusieurs dalles de dimensions inférieures à celles de la dalle unique et qui seront montées de façon jointive. Ainsi le bris d'une dalle nécessitera uniquement son remplacement et non le remplacement du revêtement entier. On peut revêtir les 2 faces de la plaque. Avantageusement on ne revêt que la face qui sera soumise à une action d'érosion.
La ou les dalles sont obtenues par moulage. On choisit un matériau céramique qui, après cuisson, présente une résistance à l'abrasion élevée.
Au moins un des chants de la plaque métallique peut également être recouvert d'un matériau céramique. Un moyen particulier consiste en ce que au moins une face et le chant adjacent sont recouverts au moyen d'une même dalle en matériau céramique comportant un retour. Ce retour peut être simple, assurant ainsi uniquement le recouvrement complémentaire du chant adjacent.
Il peut aussi être double et la dalle présente alors un profil en forme de
J ou de U, le chant de la plaque reposant alors sur le fond dudit profil.
La fixation de la ou des dalles sur la plaque peut être assurée par tout moyen connu. Cependant, dans le but d'éviter la présence, à la surface visible de la ou des dalles, d'une pièce de fixation métallique qui pourrait être le siège du phénombne d'érosion, la plaque métallique selon l'invention est avantageusement caractérisée en ce que la dalle en matériau céramique est fixée sur la face de la plaque à revêtir à l'aide d'une coupelle tronconique, de hauteur inférieure à l'épaisseur de la dalle et jointive avec un orifice pratiqué dans ladite dalle, ladite coupelle étant solidarisée par sa base- avec ladite plaque et munie intérieurement d'un bouchon en matériau céramique de même forme tronconique.
Selon une autre particularité de l'invention, la plaque métallique est caractérisée en ce que la dalle en matériau céramique est fixée sur la face de la plaque à revêtir à l'aide d'une. coupelle tronconique, de hauteur inférieure à la somme des épaisseurs de la plaque et de la dalle et jointive avec'une part un orifice pratiqué dans ladite dalle et d'autre part avec un orifice, éventuellement borgne, pratiqué dans ladite plaque, ladite coupelle étant solidarisée par sa base avec ladite plaque et munie intérieurement d'un bouchon en matériau céramique de même forme tronconique.
La plaque et la coupelle tronconique peuvent être rendues solidaires par boulonnage.
La plaque et la coupelle tronconique peuvent être réalisées en un matériau soudable, par exemple en acier ordinaire, et la base de la coupelle est soudée sur la plaque. Le bouchon en matériau céramique de forme également tronconique peut être fixé à l'intérieur de la coupelle par tout moyen connu, par exemple par collage.
La ou les dalles peuvent également, avant fixation de la coupelle, être collées sur la plaque métallique. Dans le cas de l'utilisation d'une pluralité de dalles, les chants de 2 dalles se faisant vis-à-vis peuvent être également assemblées par collage.
De façon à éviter l'éjection par la force centrifuge de la ou des dalles fixées à l'extrémité de la plaque, ladite plaque peut comporter au moins une lame d' arrêt fixée sur au moins un chant de la plaque. Bien évidemment si un chant comporte un revêtement en matériau céramique, il ne peut comporter en plus une lame d'arrêt. Avantageusement, ladite lame d'arrêt a une longueur égale à la longueur du chant sur lequel elle est fixée et sa largeur est égale approximativement à la somme des epaisseurs de la plaque et de la dalle. La fixation de la lame d'arrêt sur le chant de la plaque est assurée avantageusement à l'aide d'un cordon de soudure.
Une application particulièrement intéressante des plaques selon l'invention consiste en leur utilisation en tant que pales radiales de machines tournantes.
Un autre objet de l'invention consiste donc en une machine tournante comportant des pales radiales, caractérisée en ce que lesdites pales sont des plaques métalliques telles que décrites ci-dessus. Avantageusement ladite machine tournante est un ventilateur centrifuge. La forme des pales peut être quelconque et non Uniquement rectangulaire.Les pales peuvent être de forme polygonale complexe, et s'adapter par exemple à la section de I'entrée du ventilateur
On a constaté que, quand le ventilateur centrifuge est un ventila teur-eilausteur de centrale thermique véhiculant un mélange d'air et de particules de charbon, l'utilisation de plaques métalliques selon l'invention en tant que pales améliore le coefficient de frottement du mélange air-particules sur les pales, le rendement hydraulique du ventilateur (en particulier l'échauffement du mélange air/charbon est réduit d'environ 10 C), et surtout l'érosion des pales qui est à peine perceptible après 6500 heures de fonctionnement.
L'invention sera maintenant décrite plus en détails à l'aide des figures ci-jointes où - la figure 1 représente, en perspective, une plaque métallique revêtue
de plusieurs dalles en matériau céramique sur une de ses faces, - la figure 2 est une coupe montrant un mode de fixation d'une dalle en
matériau céramique à la plaque métallique - la figure 3 est une coupe montrant un autre mode de fixation d'une dalle
à la plaque - la figure 4 est une vue en perspective d'une plaque revêtue et munie dlune
lame d'arrêt.
Sur la figure 1 on remarque la plaque métallique (1) revêtue de plusieurs dalles en matériau céramique (2), et les faces externes des bou- oyons en matériau céramique (3).
Sur la figure 2 on a représenté en coupe la plaque métallique ( une dalle en matériau céramique (2), une coupelle tronconique (4) et un bouchon en matériau céramique (3). La base de la coupelle (4) est soudée à la plaque (19. La coupelle est munie intérieurement d'un bouchon (33.
Sur la figure 3 on a représenté en coupe la plaque (1) dans laquelle on a pratiqué un orifice de forme conique, et la dalle (2) dans laquelle on a également pratiqué un orifice de même forme conique, prolongeant celui pratiqué dans la plaque (1). On a mis en place une coupelle tronconique (7) dont la base est soudée sur la face non revêtue de la plaque (1) à l'aide d'un cordan de soudure et dans laquelle on a collé un bouchon tronconique en matériau céramique (3).
Sur la figure 4 Dn remarque la plaque (1)- revêtue de dalles planes (2) et de dalles à profil en U (5) recouvrant un des chants de la plaque (13. Sur le chant opposé on a soudé une lame d'arrêt (6).

Claims (10)

REVEMDTCKTIONS
1. Plaque métallique susceptible d'être soumise à une force centrifuge, caractérisée en ce qu'au moins une de ses faces est revêtue par au moins une dalle en matériau céramique.
2. Plaque métallique selon la revendication 1, caractérisée en ce que au moins un de ses chants est recouvert d'un matériau céramique.
3. Plaque métallique selon la revendication 2, caractérisée en ce que au moins une face et le chant adjacent sont recouverts au moyen d'une même dalle comportant un retour.
4. Plaque métallique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la dalle en matériau céramique (2) est fixée sur la face de la plaque (1) à revêtir à l'aide d'une coupelle tronconique (4), de hauteur inférieure à l'épaisseur de la dalle et jointive avec un-orifice pratiqué dans ladite dalle, ladite coupelle étant solidarisée par sa base avec ladite plaque et munie intérieurement d'un bouchon en matériau ceramique (3) dé même forme tronconique.
5. Plaque métallique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la dalle en matériau céramique (2) est fixée sur la face de la plaque (1) à revêtir à l'aide d'une coupelle tronconique (7), de hauteur inférieure à la somme des épaisseurs de la plaque et de la dalle et jointive avec d'une part un orifice pratiqué dans ladite dalle et d'autre part avec un orifice, éventuellement borgne, pratiqué dans ladite plaque, ladite coupelle étant solidarisée par sa base avec ladite plaque et munie intérieurement d'un bouchon en matériau céramique (3) de même forme tronconique.
6. Plaque métallique selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la plaque et la coupelle tronconique sont rendues solidaires par boulonnage.
7. Plaque métallique selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la base de la coupelle tronconique est soudée sur la plaque.
8. Plaque métallique selon l'une des revendications 1 à7, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une lame d'arrêt (6) fixée sur au moins un chant de ladite plaque.
9. Machine tournante comportant des pales radiales, caractérisée en ce que lesdites pales sont des plaques métalliques selon la revendication 1.
10. Machine tournante selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle est un ventilateur centrifuge.
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