FR2572469A1 - Rotating machine with fluid circulation - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a rotating machine with fluid circulation, comprising an external envelope 3 acting as a stator and a rotor 2 driven in rotation within the external envelope and consisting of wheels which are placed side by side, are mounted on a rotation shaft 1 and between which diaphragms 32, 33, integral with the external envelope 3, are inserted, each wheel 2 consisting of a hub 7 and of two flanges, delimiting radial fluid transfer ducts 4 connected by ducts arranged between the wheels and the diaphragms. According to the invention the external profile of the rotation shaft 1 consists of a series of spaced out cylindrical supporting surfaces 12, between which circular recesses 11 having an incurved hollow profile are inserted, each constituting at least one part of the inlet duct 63 of a wheel 2 whose hub 7 is slipped over the cylindrical supporting surface 12 placed immediately downstream, each wheel 2 being equipped with means 8 for linking, in axial and rotational motion, to the corresponding supporting surface 12. The invention is applicable in particular to the manufacture of compressors.

Description

MACHINE TOURNANTE A CIRCULATION DE FLUIDE
L'invention a pour objet une machine tournante à circulation de fluide et s'applique notamment à la réalisation des compresseurs centrifuges. Les machines tournantes à circulation de fluide, comme les turbines ou les compresseurs centrifuges comprennent une enveloppe externe formant stator à l'intérieur de laquelle est entrainé en rotation un rotor constitué d'un arbre rotatif portant une pluralité de roues juxtaposées entre lesquelles sont interposés des diaphragmes solidaires de l'enveloppe externe.ROTATING MACHINE WITH FLUID CIRCULATION
The subject of the invention is a rotary machine with fluid circulation and applies in particular to the production of centrifugal compressors. Rotating machines with fluid circulation, such as turbines or centrifugal compressors, comprise an external casing forming a stator inside which is rotated a rotor consisting of a rotary shaft carrying a plurality of juxtaposed wheels between which are interposed diaphragms integral with the external envelope.

L'arbre est porté par des paliers espacés montés sur le stator et celui-ci est muni de moyens d'admission et d'évacuation du fluide. Par exemple, le fluide introduit par une tubulure dans une chambre d'aspiration torique est réparti dans des canaux radiaux ménagés sur une première roue. Le fluide évacué radialement est guidé dans un diffuseur ménagé entre les diaphragmes vers l'entrée d'une seconde roue et ainsi de suite. On peut ainsi, par exemple dans un compresseur, augmenter progressivement, par effet centrifuge, la vitesse et la pression du fluide.The shaft is carried by spaced bearings mounted on the stator and the latter is provided with fluid intake and discharge means. For example, the fluid introduced through a tube into a toric suction chamber is distributed in radial channels formed on a first wheel. The radially discharged fluid is guided in a diffuser formed between the diaphragms towards the inlet of a second wheel and so on. It is thus possible, for example in a compressor, to gradually increase, by centrifugal effect, the speed and the pressure of the fluid.

Normalement, chaque roue est constituée de deux plaques ou flasques circulaires espacés limitant le canal de passage du fluide, respectivement vers l'amont et vers l'aval. Le flasque formant la face aval du canal, dit flasque intérieur, est fixé sur un moyeu en forme de manchon cylindrique enfilé et calé sur l'arbre. Le flasque placé du côté amont, dit flasque extérieur, est maintenu par le flasque intérieur auquel il est relié par des profilés placés dans l'espace entre les deux flasques et formant des ailettes de guidage du fluide. Du côté de l'arbre, le flasque extérieur est limité par un bord circulaire en forme de talon qui entoure l'arbre et est écarté de ce dernier par un espace annulaire formant un canal d'entrée du fluide dans le canal radial.Ce canal d'entrée est limité par des flasques incurvés, respectivement concave et convexe et se raccordant d'un côté avec le canal de liaison ménagé entre les diaphragmes et de l'autre avec le canal radial de la roue de façon à assurer la continuité de la veine de passage du fluide et le changement de direction de celui-ci qui passe d'un mouvement centripète entre les diaphragmes à un mouvement centrifuge dans la roue et inversement. Normally, each wheel consists of two spaced circular plates or flanges limiting the fluid passage channel, respectively upstream and downstream. The flange forming the downstream face of the channel, called the inner flange, is fixed to a hub in the form of a cylindrical sleeve threaded and wedged on the shaft. The flange placed on the upstream side, called the outer flange, is held by the inner flange to which it is connected by profiles placed in the space between the two flanges and forming fins for guiding the fluid. On the side of the shaft, the outer flange is limited by a circular heel-shaped edge which surrounds the shaft and is spaced from the latter by an annular space forming a fluid entry channel in the radial channel. inlet is limited by curved flanges, respectively concave and convex and connecting on one side with the connecting channel formed between the diaphragms and on the other with the radial channel of the wheel so as to ensure the continuity of the passage of the fluid and the change of direction thereof which passes from a centripetal movement between the diaphragms to a centrifugal movement in the wheel and vice versa.

Le fluide est ainsi conduit d'un étage à l'autre, en augmentant de pression, jusqu'à une volute de sortie ménagée dans l'enveloppe à l'extrémité aval du rotor. The fluid is thus conducted from one stage to another, increasing pressure, up to an outlet volute formed in the casing at the downstream end of the rotor.

Généralement les roues du rotor sont fixées sur l'arbre par fret tage à chaud et elles sont calées les unes par rapport aux autres par des bagues entretoises enfilées sur l'arbre. Le positionnement des roues doit être très précis puisque, au montage, elles doivent s'enfiler exactement entre les diaphragmes solidaires de l'enveloppe. A cet effet, la première roue est positionnée contre un épaulement ménagé sur l'arbre et le positionnement des autres roues est assuré par les bagues entretoises, l'ensemble étant bloqué par un écrou. Le serrage de la roue sur l'arbre par effet de frettage pouvant être insuffisant, chaque roue est bloquée en rotation par rapport à l'arbre par deux clavettes diamètralement opposées. Generally, the rotor wheels are fixed to the shaft by hot-air freight and they are fixed relative to each other by spacer rings threaded on the shaft. The positioning of the wheels must be very precise since, during assembly, they must be threaded exactly between the diaphragms integral with the casing. To this end, the first wheel is positioned against a shoulder formed on the shaft and the positioning of the other wheels is ensured by the spacer rings, the assembly being locked by a nut. The tightening of the wheel on the shaft by hooping effect may be insufficient, each wheel is locked in rotation relative to the shaft by two diametrically opposite keys.

Lorsque la puissance de la machine augmente, on est amené à augmenter le diamètre de l'arbre de rotation. Il faut en effet augmenter la rigidité de celui-ci pour conserver la vitesse critique de flexion dans des zones habituelles par rapport à la vitesse de rotation, l'augmentation de puissance conduisant à allonger l'arbre et à augmenter l'entraxe des paliers. D'autre part, la pression de contact due au frettage étant limitée par les caractéristiques mécaniques, il faut augmenter le diamètre de la portée sur laquelle s'exerce le frettage pour passer un couple plus important avec des contraintes périphériques inchangées.Cependant, si l'on augmente le diamètre de l'arbre et par conséquent celui du canal d'entrée du fluide, on est amené à augmenter le diamètre extérieur de la roue pour conserver le même taux de compression par effet centrifuge.- Il faut donc augmenter les dimensions de toute la machine et notamment celles des roues, de diaphragmes et de l'enveloppe. L'augmentation, de poids, d'encombrement et de coût de la machine n'est alors plus justifiée par le gain de puissance. When the power of the machine increases, it is necessary to increase the diameter of the rotation shaft. It is indeed necessary to increase the rigidity of the latter in order to maintain the critical speed of bending in usual zones with respect to the speed of rotation, the increase in power leading to lengthening the shaft and increasing the center distance of the bearings. On the other hand, the contact pressure due to hooping being limited by the mechanical characteristics, it is necessary to increase the diameter of the bearing surface on which the hooping is exerted to pass a greater torque with unchanged peripheral stresses. However, if the '' we increase the diameter of the shaft and therefore that of the fluid inlet channel, we have to increase the outside diameter of the wheel to maintain the same compression ratio by centrifugal effect - We must therefore increase the dimensions of the whole machine and in particular those of the wheels, diaphragms and the casing. The increase in weight, size and cost of the machine is no longer justified by the power gain.

L'invention permet au contraire d'augmenter la rigidité de l'arbre sans être obligé d'augmenter les dimensions extérieures des roues et par conséquent de l'enveloppe. The invention on the contrary makes it possible to increase the rigidity of the shaft without being obliged to increase the external dimensions of the wheels and consequently of the casing.

Conformément à l'invention, le profil extérieur de l'arbre de rotation est constitué d'une série de portées d'appui cylindriques espacées entre lesquelles sont intercalés des évidements circulaires à profil creux incurvé constituant chacun au moins une partie de la face interne du canal d'entrée d'une roue dont le moyeu est enfilé sur la portée cylindrique placée immédiatement en aval, chaque roue étant munie de moyens de solidarisation axiale et en rotation avec la portée d'appui correspondante. According to the invention, the external profile of the rotation shaft consists of a series of spaced cylindrical bearing surfaces between which are inserted circular recesses with a curved hollow profile each constituting at least part of the internal face of the inlet channel of a wheel, the hub of which is threaded onto the cylindrical seat placed immediately downstream, each wheel being provided with means for axial fastening and in rotation with the corresponding bearing seat.

De façon particulièrement avantageuse, les moyens de solidarisation axiale de chaque roue avec sa portée d'appui sont constitués par au moins un jonc torique s'engageant dans deux demi-gorges accolées ménagées dans un plan perpendiculaire à l'axe, respectivement sur la face interne du moyeu de la roue et ur la portée d'appui colrespontalte. Le moyen de solidarisation en rotation de chaque roue avec sa portée d'appui est de préfé
rence constitué par une extrémité coudée de chaque jonc s'engageant dans des rainures correspondantes parallèles à l'axe, ménagées sur la portée d'appui et sur la face interne du moyeu.In a particularly advantageous manner, the means of axial securing of each wheel with its bearing surface consist of at least one O-ring rod engaging in two contiguous half-grooves formed in a plane perpendicular to the axis, respectively on the face internal wheel hub and the corresponding bearing surface. The means of securing in rotation of each wheel with its bearing surface is preferably
rence constituted by a bent end of each rod engaging in corresponding grooves parallel to the axis, formed on the bearing surface and on the inner face of the hub.

L'invention sera mieux compr i se par la description détaillée d'un mode te reaLisation parliculier, rlonnt' a titre d'exemple, et représenté sur
les dessins annexés.The invention will be better understood by the detailed description of a particular embodiment, shown by way of example, and represented on
the accompanying drawings.

La figure 1 est une vue partielle, en coupe axiale, d'une machine
tournante munie des dispositions selon l'invention.Figure 1 is a partial view, in axial section, of a machine
rotating fitted with arrangements according to the invention.

La figure 2 est une vue partielle en élévation de l'arbre de ruta- tion. Figure 2 is a partial elevational view of the splitting shaft.

La figure 3 est une vue partielle de face dtune roue selon la direction III, III de la figure 4. FIG. 3 is a partial front view of a wheel in the direction III, III of FIG. 4.

La figure 4 est une vue en coupe partielle de la roue selon la flèche IV, IV de la figure 3. FIG. 4 is a partial section view of the wheel according to arrow IV, IV of FIG. 3.

La figure 5 est une vue partielle de la roue selon la flèche V, V de la figure 3. FIG. 5 is a partial view of the wheel according to the arrow V, V of FIG. 3.

Sur- la figure 1, on a représenté schématiquement, en coupe axiale, une partie d'un compresseur centrifuge. Celui-ci est constitué, d'une façon classique, d'ut arbre de rotation (I) sur lequel sont fixées une série de roues formant un rotor (2), entraidé en rotation, par un moteur non représenté, à l'intérieur d'une enveloppe extérieure (3) comprenant des diaphragmes (32, 33...) interposés entre les roues en ménageant des espaces de passage du fluide,. In FIG. 1, a part of a centrifugal compressor is shown diagrammatically, in axial section. This consists, in a conventional manner, of a rotation shaft (I) on which are fixed a series of wheels forming a rotor (2), assisted in rotation, by a motor not shown, inside an outer casing (3) comprising diaphragms (32, 33 ...) interposed between the wheels, providing spaces for the passage of the fluid ,.

A l'intérieur de chaque roue (2) sont ménagé des canaux radiaux (4) de passage du fluide. A cet effet, comme on le voit mieux sur la vue de détail de la figure 4, chaque roue (2) est constituée par un flasque intérieur (5) et un flasque extérieur (fi) sensiblement perpendiculaires à l'axe (10) de l'arbre (1) et espacés l'un de l'autre de façon à ménager entre eux les canaux radiaux (4). Le flasque intérieur (5) est placé du côté aval du canal (4) dans le sens de circulation du fluide et il est fixé sur un moyeu (7) constitué d 'un manchon cylindrique enfilé sans jeu et calé sur l'arbre de rotation (1) par des moyens qui seront décrits plus loin. Inside each wheel (2) are formed radial channels (4) for the passage of the fluid. To this end, as best seen in the detail view of FIG. 4, each wheel (2) is constituted by an inner flange (5) and an outer flange (fi) substantially perpendicular to the axis (10) of the shaft (1) and spaced from each other so as to form between them the radial channels (4). The inner flange (5) is placed on the downstream side of the channel (4) in the direction of circulation of the fluid and it is fixed on a hub (7) consisting of a cylindrical sleeve threaded without play and wedged on the rotation shaft (1) by means which will be described later.

Le flasque extérieur (6), placé du coté amont du canal (4), est relié au flasque intérieur (5) par des ailettes (41) représentées en pointillés sur la figure 3 et qui sont constituées de parois minces incurvées servant d'aubes de guidage du fluide. Du côté de l'arbre, le flasque exté rieur (6) est limité par un talon circulaire (61' dont la face interne (62) a un rayon minimal supérieur au rayon maxirlal de l'arbre de façon à ménager un espace incurvé (63) qui se raccorde progrcssivement au canal radial (4) de façon à former une veine continue de passage du fluide dont la face extérieure est constituée par la paroi interne t62) du talon (61). The outer flange (6), placed on the upstream side of the channel (4), is connected to the inner flange (5) by fins (41) shown in dotted lines in FIG. 3 and which consist of thin curved walls serving as blades fluid guide. On the side of the shaft, the outer flange (6) is limited by a circular heel (61 ′, the internal face (62) of which has a minimum radius greater than the maximum radius of the shaft so as to provide a curved space ( 63) which progressively connects to the radial channel (4) so as to form a continuous passage for the passage of the fluid, the external face of which is formed by the internal wall t62) of the heel (61).

Dans le mode de réalisation classique, le moyeu (7) s'étend sensi blement sur toute la largeur de la roue et constitue donc, en face du talon (62), la paroi interne de la veine de passage du fluide. Dans le mode de réalisation selon l'invention, au contraire, l'extrémité amont du moyeu (7) est placée sensiblement dans le plan de la face amont (51) du flasque -inté- rieur (5).Comme on le voit sur la figure 1, la face interne de la veine de passage du fluide, opposée à la paroi incurvée -(62), est alors constituée par un évidement (l;) ménagé sur l'arbre (1) et incurvé selon le profil de la paroi interne (62) du talon de facon à constituer un conduit annulaire (63) qui se raccorde au canal radial (4) et constitue donc le canal d'en trêve du fluide. In the conventional embodiment, the hub (7) extends appreciably over the entire width of the wheel and therefore constitutes, opposite the heel (62), the internal wall of the passageway for the fluid. In the embodiment according to the invention, on the contrary, the upstream end of the hub (7) is placed substantially in the plane of the upstream face (51) of the inner flange (5). As can be seen in FIG. 1, the internal face of the flow passage of the fluid, opposite the curved wall - (62), is then constituted by a recess (l;) formed on the shaft (1) and curved according to the profile of the internal wall (62) of the heel so as to constitute an annular duct (63) which is connected to the radial channel (4) and therefore constitutes the channel for the removal of the fluid.

L'arbre de rotation (1) est donc constitué d'une série de portées cylindriques (12) de largeur correspondante à celle des moyeux (7) des roues et entre lesquelles sont intercalés des évidements circulaires (11) constituant chacun la face interne du canal d'entrée (63) dans la roue correspondante, ce dernier se raccordant progressivement vers l'amont, A un canal d'alimentation (42) et vers l'aval au canal radial (4). Pour la première roue (20) -du rotor, le canal d'alimentation (42)est est ménagé entre la paroi amont (31) et le premier diaphragme (32) du stator (3), dans le prolongement de la chambre d'aspiration (40).Le canal (4) débouche dans un diffuseur (43) qui se raccorde à 1800 avec le canal d'alimentation (44) de la seconde roue (21) de la machine, ménagé entre le second diaphragme (33) qui s'étend à partir de l'enveloppe (3) entre les deux roues (20) et (21) et un diaphragme intermédiaire (34), relié au diaphragme (33) par des aubes de guidage (35) et constituant la paroi de séparation entre le diffuseur (43) de la première roue (20) et le canal (44) d'alimentation de la seconde roue (21). Cette disposition, d'ailleurs classique, se reproduit pour toutes les roues (22) jusqutà la dernière qui communique avec le collecteur d'évacuation. The rotation shaft (1) therefore consists of a series of cylindrical bearings (12) of width corresponding to that of the hubs (7) of the wheels and between which are circular recesses (11) each constituting the internal face of the inlet channel (63) in the corresponding wheel, the latter progressively connecting upstream, to a feed channel (42) and downstream to the radial channel (4). For the first wheel (20) -of the rotor, the supply channel (42) is formed between the upstream wall (31) and the first diaphragm (32) of the stator (3), in the extension of the The channel (4) opens into a diffuser (43) which connects at 1800 with the supply channel (44) of the second wheel (21) of the machine, formed between the second diaphragm (33) which extends from the casing (3) between the two wheels (20) and (21) and an intermediate diaphragm (34), connected to the diaphragm (33) by guide vanes (35) and constituting the wall separation between the diffuser (43) of the first wheel (20) and the supply channel (44) of the second wheel (21). This arrangement, moreover conventional, is reproduced for all the wheels (22) up to the last which communicates with the evacuation collector.

Dans la disposition selon l'invention, le moyeu (7) s'étend sur toute la distance entre la face aval du canal radial (4) de la roue (2) et l'extrémité amont du canal d'entrée (631) de la roue suivante (21). On supprime donc les manchons formant entretoises qui, dans la disposition clas sique, étaient intercalés entre les moyeux des roues pour maintenir leur écartement et pour transmettre au stator les efforts axiaux de poussée. In the arrangement according to the invention, the hub (7) extends over the entire distance between the downstream face of the radial channel (4) of the wheel (2) and the upstream end of the inlet channel (631) of the next wheel (21). This eliminates the sleeves forming spacers which, in the conventional arrangement, were interposed between the wheel hubs to maintain their spacing and to transmit to the stator the axial thrust forces.

Bien entendu, le moyeu (7) est fixé sur sa portée d'appui (12) par frettage à chaud. Cependant, par raison de sécurité, dans le cas où la pression de contact obtenue ne permettrait pas d'encaisser tous les efforts, chaque moyeu (7) est solidarisé axialement et en rotation avec sa portée d'appui (12) correspondante.Of course, the hub (7) is fixed on its bearing surface (12) by hot shrinking. However, for safety reasons, in the case where the contact pressure obtained would not allow all the forces to be absorbed, each hub (7) is secured axially and in rotation with its corresponding bearing surface (12).

A cet effet, on utilise avantageusement, pour chaque roue, une paire de joncs (8) interposés entre le moyeu (7) de la roue et la portée d'appui (12) correspondante. Comme représenté sur la figure 2, chaque portée d'appui (12) est munie d'une rainure circulaire (13) formant une demigorge et dans laquelle peuvent être placés deux joncs (8) couvrant chacun un quart de tour et dont les extrémités sont diamètralement opposées. L'une des extrémité (81) de chaque jonc est recourbée et s'engage dans une rainure axiale (14) ménagée sur la portée (12) parallèlement à l'axe. Ainsi, chaque portée d'appui (12) est munie de deux joncs couvrant deux quadrants opposés et qui recouvrent des quadrants alternés d'une portée à la suivante, comme on l'a représenté sur la figure 2. For this purpose, it is advantageous to use, for each wheel, a pair of rods (8) interposed between the hub (7) of the wheel and the corresponding bearing surface (12). As shown in Figure 2, each bearing surface (12) is provided with a circular groove (13) forming a half groove and in which can be placed two rods (8) each covering a quarter turn and the ends of which are diametrically opposite. One end (81) of each rod is curved and engages in an axial groove (14) formed on the bearing surface (12) parallel to the axis. Thus, each bearing surface (12) is provided with two rods covering two opposite quadrants and which cover alternating quadrants from one range to the next, as shown in FIG. 2.

La paroi interne (71) du moyeu (7) de chaque roue est munie ellemême à l'emplacement correspondant, de deux rainures (72) couvrant deux quadrants opposés du moyeu. En revanche, la paroi (71) est munie sur les deux autres quadrants d'un fraisage (73) de profondeur égale à celle des rainures (72) et qui s'étend jusqu'au bord (74) du moyeu de façon à s'ouvrir vers l'extérieur, du côté aval. The inner wall (71) of the hub (7) of each wheel is itself provided at the corresponding location, with two grooves (72) covering two opposite quadrants of the hub. On the other hand, the wall (71) is provided on the two other quadrants with a milling (73) of depth equal to that of the grooves (72) and which extends to the edge (74) of the hub so as to s '' open outwards, on the downstream side.

Les rainures (13) et (72) constituent ainsi, respectivement sur la portée d'appui (12) et sur le moyeu (7), deux demi-gorges qui se superposent lorsque le moyeu est enfilé sur la portée d'appui (12). The grooves (13) and (72) thus constitute, respectively on the bearing surface (12) and on the hub (7), two half-grooves which overlap when the hub is threaded on the bearing surface (12 ).

Le montage de chaque roue s'effectue de la façon suivante
Tout d'abord, chaque jonc étant coudé à une extrémité on positionne deux joncs dans la rainure circulaire (13), sur deux quadrants opposés de la portée (12), les extrémités coudées (81) s'engageant dans les rainures axiales (14). De préférence, les joncs sont collés dans leur logement. La roue (2) préalablement chauffée, est alors enfilée sur l'arbre de rotation (1) en faisant correspondre les quadrants fraisés (73) avec les quadrants de la portée recouverts par les joncs (8). Le moyeu (7) s'arrête lorsque la face arrière (75) de chaque logement fraisé vient en butée sur le jonc correspondant.On tourne alors la roue dans le sens de rotation de l'arbre jusqu'à ce que la face latérale (76) du logement fraisé (73) vien ne en butée sur l'extrémité coudée (81) du jonc (8), les coudes (81) étant placés à l'extrémité tournée dans le sens de rotation pour que l'arrêt en rotation agisse dans le sens de celle-ci. Lorsque la roue est venue en bu tée, on revient très légèrement en arrière pour éviter tout portageponc- tuel. On place alors une vis sans tête dans un orifice fileté (15) ménagé dans le fond de la rainure (13) pour bloquer l'extrémité non coudée du jonc (8) et éviter la rotation inverse, notamment pendant le pompage.The assembly of each wheel is carried out as follows
First of all, each rod being bent at one end, two rods are positioned in the circular groove (13), on two opposite quadrants of the bearing (12), the bent ends (81) engaging in the axial grooves (14 ). Preferably, the rods are glued in their housing. The wheel (2) previously heated, is then threaded onto the rotation shaft (1) by making the milled quadrants (73) correspond with the quadrants of the bearing covered by the rods (8). The hub (7) stops when the rear face (75) of each milled housing comes into abutment on the corresponding rod. The wheel is then rotated in the direction of rotation of the shaft until the lateral face ( 76) of the milled housing (73) comes into abutment on the bent end (81) of the rod (8), the elbows (81) being placed at the end turned in the direction of rotation so that the rotation stop acts in the direction of this one. When the wheel has come to a stop, we go back slightly to avoid any possible carry. A headless screw is then placed in a threaded orifice (15) formed in the bottom of the groove (13) to block the non-bent end of the rod (8) and avoid reverse rotation, in particular during pumping.

Bien entendu, toutes ces opérations sont effectuées à chaud de fa çon à permettre la rotation de la roue sur sa portée. Après refroidissement, L'effet de frettage s'ajoute à celui des joncs pour assurer une parfaite fixation de la roue sur l'arbre. On peut ainsi monter l'une après l'autre les différentes roues de chaque étage de compression sur l'arbre de rotation, en commençant par celles situées le plus en aval. Une fois le rotor réalisé, le reste du montage s'effectue de façon classique. Of course, all these operations are carried out hot so as to allow the rotation of the wheel on its surface. After cooling, the hooping effect is added to that of the rods to ensure perfect fixing of the wheel on the shaft. One can thus mount one after the other the different wheels of each compression stage on the rotation shaft, starting with those located furthest downstream. Once the rotor is made, the rest of the assembly is carried out in a conventional manner.

Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui n'a été décrit qu'à titre d'exemple, d'autres dispositions équivalentes pouvant être imaginées, notamment pour assurer la solidarisation de la roue avec l'arbre. En particulier, si l'on a pris l'exemple d'un compresseur, il est bien évident que l'invention apporterait les mêmes avantages dans d'autres types de machine tournante à circulation de fluide comme par exemple des turbines. ,  Of course, the invention is not limited to the details of the embodiment which has only been described by way of example, other equivalent arrangements that can be imagined, in particular for securing the wheel with the tree. In particular, if we took the example of a compressor, it is obvious that the invention would bring the same advantages in other types of rotary machine with fluid circulation such as, for example, turbines. ,

Claims (5)

REVENDICATIONS 1.- Machine tournante à circulation de fluide, comprenant une enveloppe externe (3) formant stator, munie de moyens d'admission et d'évacuation du fluide et un rotor (2) entraîné en rotation à l'intérieur de l'enveloppe externe et constitué d'une pluralité de roues justaposées montees sur un arbre de rotation (1) et entre lesquelles sont interposés des diaphragmes (32, 33) solidaires de l'enveloppe externe (3), chaque roue (2) étant constituée d'un moyeu (7) et de deux flasques, respectivement intérieur (5) et extérieur (6) limitant des canaux radiaux (4) de passage du fluide reliés par des canaux ménagés entre les roues et les diaphragmes, le moyeu (7) étant fixé sur le flasque intérieur (5) formant la face aval du canal et constitué d'un manchon cylindrique enfilé et calé sur l'arbre de rotation et le flasque extérieur (6), formant la face amont du canal (4), étant relié au flasque intérieur (5) par des ailettes (41) de guidage du fluide et limité du coté de l'arbre par un talon circulaire (61) entourant l'arbre (1) et limitant vers l'exterieur un espace annulaire incurvé (63) formant un canal d'entrée du fluide dans les canaux radiaux (4), caractérisée par le fait que le profil extérieur de l'arbre de rotation (1) est constitué d'une série de portées d'appui cylindriques espacées (12) entre lesquelles sont intercalés des évidements circulaires (11) à profil creux incurvé, constituant chacun au moins une partie du canal (63) d'entrée d'une roue (2) dont le moyeu (7) est enfilé sur la portée cylindrique (12) placée immédiatement en aval, chaque roue (2) étant munie de moyens (8) de solidarisation axiale et en rotation avec la portée d'appui (12) correspondante. 1.- Rotating fluid circulation machine, comprising an external casing (3) forming a stator, provided with means for admitting and discharging the fluid and a rotor (2) driven in rotation inside the external casing and consisting of a plurality of justposed wheels mounted on a rotation shaft (1) and between which are interposed diaphragms (32, 33) integral with the outer casing (3), each wheel (2) consisting of a hub (7) and two flanges, respectively interior (5) and exterior (6) limiting radial channels (4) for passage of the fluid connected by channels formed between the wheels and the diaphragms, the hub (7) being fixed on the inner flange (5) forming the downstream face of the channel and consisting of a cylindrical sleeve threaded and wedged on the rotation shaft and the outer flange (6), forming the upstream face of the channel (4), being connected to the flange interior (5) by fins (41) for guiding the fluid and limited on the side of the shaft by a heel circ ular (61) surrounding the shaft (1) and limiting towards the outside a curved annular space (63) forming a fluid entry channel in the radial channels (4), characterized in that the external profile of the rotation shaft (1) consists of a series of spaced cylindrical bearing surfaces (12) between which are inserted circular recesses (11) with a curved hollow profile, each constituting at least part of the channel (63) d entry of a wheel (2) the hub (7) of which is threaded onto the cylindrical seat (12) placed immediately downstream, each wheel (2) being provided with means (8) for axial securing and in rotation with the seat corresponding support (12). 2.- Machine tournante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de solidarisation axiale de chaque roue (2) avec la portée d'appui (12) sont constitués par au moins un jonc torique (8) s'engageant dans deux demi-gorges ménagées envis à vis dans un plan perpendiculaire à l'axe, respectivement, l'une (72), sur la face interne du moyeu (7) de la roue (2) et l'autre (13), sur la portée d'appui (12) correspondante de l'arbre (1). 2. A rotary machine according to claim 1, characterized in that the means of axial securing of each wheel (2) with the bearing surface (12) consist of at least one O-ring (8) engaging in two half-grooves provided for screw in a plane perpendicular to the axis, respectively, one (72), on the internal face of the hub (7) of the wheel (2) and the other (13), on the corresponding bearing surface (12) of the shaft (1). 3.- Machine tournante selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le moyen de solidarisation en rotation de chaque roue avec sa portée d'appui est constitué par un coude (81) ménagé à une extrémité de chaque jonc (8) et s'engageant dans deux rainures correspondants parallèles à l'axe, ménagées en vis à vis, respectivement, l'une 3. A rotary machine according to claim 2, characterized in that the means for securing in rotation of each wheel with its bearing surface is constituted by an elbow (81) formed at one end of each ring (8) and s '' engaging in two corresponding grooves parallel to the axis, arranged opposite, respectively, one (14) sur la portée d'appui (12) et l'autre (73), sur la face interne du moyeu (7). (14) on the bearing surface (12) and the other (73), on the internal face of the hub (7). 4.- Machine tournante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque évidement (11) de l'arbre est limité par une face incurvée se raccordant progressivement, vers l'amont et vers l'aval, aux faces correspondantes, respectivement, du canal d'alimentation (44) et du canal radial (4) de la roue correspondante. 4. A rotary machine according to claim 1, characterized in that each recess (11) of the shaft is limited by a curved face progressively connecting, upstream and downstream, to the corresponding faces, respectively, the feed channel (44) and the radial channel (4) of the corresponding wheel. 5.- Machine tournante selon la revendication 2, caractérisée par le fait que chaque roue (2) est solidarisée avec sa portée d'appui (12) correspondante par au moins deux joncs (8) s'étendant sur deux secteurs angulaires symétriques par rapport à l'axe et que le moyeu (7) est muni, sur deux secteurs angulaires symétriques correspondants, de deux rainures (13) formant les demi-gorges correspondant aux joncs et, sur les deux autres secteurs angulaires, de deux fraisages (73) de même profondeur que les rainures (13), alignés du côté amont avec ces dernières et s'étendant, du côté aval jusqu'au bord du moyeu de façon à s'ouvrir vers l'extérieur pour permettre par décalage angulaire de la roue (2), l'enfilement du moyeu (7) sur la portée (12) préalablement munie des joncs (8),  5. A rotary machine according to claim 2, characterized in that each wheel (2) is secured with its bearing surface (12) corresponding by at least two rods (8) extending over two angular sectors symmetrical with respect to the axis and that the hub (7) is provided, on two corresponding symmetrical angular sectors, with two grooves (13) forming the half-grooves corresponding to the rods and, on the two other angular sectors, with two millings (73) of the same depth as the grooves (13), aligned on the upstream side with the latter and extending, from the downstream side to the edge of the hub so as to open towards the outside to allow by angular offset of the wheel ( 2), threading the hub (7) onto the bearing surface (12) previously provided with rods (8),
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045251A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-19 Nuovo Pignone Holding S.P.A. Multistage centrifugal compressor and method for assembly the same
WO2014102125A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Thermodyn Sas Device for generating a dynamic axial thrust to balance the overall axial thrust of a radial rotating machine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE391989C (en) * 1924-03-19 Himmelwerk Akt Ges Device for connecting hub and shaft
US1980337A (en) * 1933-07-14 1934-11-13 Byron Jackson Co Impeller mounting
US2365310A (en) * 1944-03-02 1944-12-19 Worthington Pump & Mach Corp Rotor unit
GB578533A (en) * 1944-05-19 1946-07-02 Doulton & Company Ltd Improved method and means for securing a non-metallic rotary element to a metallic driving element
US2526751A (en) * 1949-05-27 1950-10-24 Ingersoll Rand Co Mounting device for pump impellers
US3600755A (en) * 1969-05-15 1971-08-24 New Britain Machine Co Plastic injection-molding machine with variable sprue-height adjustment
FR2157515A5 (en) * 1971-10-22 1973-06-01 Clarkson Ind Inc
DE2256750A1 (en) * 1972-03-09 1973-09-20 Bieri Pumpenbau Ag DEVICE FOR THE EASILY RELEASE FIXING OF A ROTOR ON A SHAFT

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE391989C (en) * 1924-03-19 Himmelwerk Akt Ges Device for connecting hub and shaft
US1980337A (en) * 1933-07-14 1934-11-13 Byron Jackson Co Impeller mounting
US2365310A (en) * 1944-03-02 1944-12-19 Worthington Pump & Mach Corp Rotor unit
GB578533A (en) * 1944-05-19 1946-07-02 Doulton & Company Ltd Improved method and means for securing a non-metallic rotary element to a metallic driving element
US2526751A (en) * 1949-05-27 1950-10-24 Ingersoll Rand Co Mounting device for pump impellers
US3600755A (en) * 1969-05-15 1971-08-24 New Britain Machine Co Plastic injection-molding machine with variable sprue-height adjustment
FR2157515A5 (en) * 1971-10-22 1973-06-01 Clarkson Ind Inc
DE2256750A1 (en) * 1972-03-09 1973-09-20 Bieri Pumpenbau Ag DEVICE FOR THE EASILY RELEASE FIXING OF A ROTOR ON A SHAFT

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045251A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-19 Nuovo Pignone Holding S.P.A. Multistage centrifugal compressor and method for assembly the same
US7513735B2 (en) 2003-11-07 2009-04-07 Nuovo Pignone Holding S.P.A. Multistage centrifugal compressor having a tank which can be opened horizontally
NO337581B1 (en) * 2003-11-07 2016-05-09 Nuovo Pignone Spa Multistage centrifugal compressor and method for its assembly
WO2014102125A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Thermodyn Sas Device for generating a dynamic axial thrust to balance the overall axial thrust of a radial rotating machine
RU2669424C2 (en) * 2012-12-27 2018-10-11 Термодин САС Device for generating a dynamic axial thrust to balance the overall axial thrust of a radial rotating machine
US10774839B2 (en) 2012-12-27 2020-09-15 Thermodyn Sas Device for generating a dynamic axial thrust to balance the overall axial thrust of a radial rotating machine

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