FR2613019A1 - Garniture d'etancheite d'arbre pour machines remplies de gaz - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE GARNITURE D'ETANCHEITE D'ARBRE POUR DES MACHINES REMPLIES DE GAZ. ON SATISFAIT AUX CONDITIONS FONCTIONNELLES DE FUITES MINIMALES COTE GAZ SANS CIRCUIT HYDRAULIQUE SECONDAIRE ET REFROIDISSEMENT DE TOUTE LA LONGUEUR AXIALE DE LA BAGUE AVEC DES ELEMENTS D'ETRANGLEMENT 8 OU UN TRANSFERT INTERNE DE LIQUIDE D'ETANCHEITE DU COTE GAZ G AU COTE AIR L, DE SORTE QUE CETTE GARNITURE D'ETANCHEITE D'ARBRE PEUT FONCTIONNER AVEC UN SEUL CIRCUIT DE LIQUIDE D'ETANCHEITE EN GARNITURE DITE A UN SEUL CIRCUIT DANS DES DOMAINES PARAMETRIQUES QUI SONT ENCORE RESERVES ACTUELLEMENT A UNE GARNITURE A PLUSIEURS CIRCUITS.

Description

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Garniture d'étanchéité d'arbre pour machines remplies

de gaz.

La présente invention se rapporte à une garniture d'étanchéité d'arbre pour des machines remplies de gaz, en particulier des turbo-alternateurs refroidis à l'hydrogène, comportant une chambre de pression annulaire à laquelle du liquide d'arrêt dégazé sous surpression est amené par une conduite, une bague d'étanchéité entourant l'arbre en maintenant un intervalle d'étanchéité, qui comporte des conduits ou canaux s'étandant sensiblement radialement, débouchant dans l'intervalle qui est disposée dans la chambre de pression annulaire de façon à pouvoir se déplacer sensiblement radialement, et des moyens pour évacuer le liquide d'arrêt sortant latéralement de l'intervalle et le ramener à une installation de préparation de liquide

d'arrêt et de génération de pression.

On connait une garniture d'étanchéité d'arbre présentant ces caractéristiques, par exemple par le

brevet Suisse n' 385.581.

Dans le cas de grosses machines électriques à fonctionnement rapide remplies d'hydrogène et dans le cas de surcompresseurs centrifuges pour gaz dangereux, on réalise l'étanchéité des arbres vis-à-vis du carter aux passages arbre-carter avec du liquide d'arrêt, le liquide d'étanchéité ou d'arrêt étant maintenu en circulation. Le liquide amené sous pression à la garniture, de préférence de l'huile, produit dans une chambre annulaire un effet de barrage empêchant le gaz de sortir de la machine. En raison de la solubilité des gaz, le liquide d'arrêt absorbe de l'air et le délivre à la charge de gaz, à l'intérieur de la machine, ce qui réduit (de façon inadmissible) la pureté souhaitée (ou exigée) du gaz. Pour l'éviter, on dégage donc sous vide le liquide d'arrêt, ce pourquoi il faut des installations de dégazage relativement importantes en

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particulier pour de fortes pressions gazeuses et/ou des diamètres d'arbre importants. Avec de telles installations, les pertes de gaz et la tendance au moussage sont corrélativement importantes. Les pertes de gaz sont proportionnelles au débit du liquide d'arrêt s'écoulant du côté du gaz, et à la pression gazeuse. Dans le cas d'arbres à vitesses périphériques élevées, c'est-à-dire à vitesses relatives élevées par rapport à la bague d'étanchéité fixes bloquées dans la boîte, il faut, pour satisfaire aux exigences d'un fonctionnement parfait dans tous les états de fonctionnement, réaliser les garnitures d'étanchéité

sous la forme de bagues d'étanchéité dites flottantes.

Par bagues d'étanchéité flottantes, il faut entendre, entre autres, des Joints de liquide dans lesquels le liquide s'écoulant axialement des deux côtés du point d'étanchéité assure non seulement la fonction d'étanchéité, mais sert en même temps de vecteur de la chaleur de friction à évacuer. Cela garantit, entre autres, que la bague d'étanchéité ne se déforme pas exagérément en raison d'effets thermiques, ne se bloque

pas dans la boîte et ne vienne pas frotter sur l'arbre.

La réalisation d'une évacuation suffisante de chaleur par le liquide exige, comme il est connu, un Jeu de fonctionnement radial suffisamment important, ce qui augmente également considérablement le débit de fuite (axial) en direction de l'intérieur de la machine (en particulier dans le cas de diamètres d'arbre importants> et ne permet pas, par suite, de satisfaire de façon élémentaire aux conditions de fonctionnement cidessus. Le courant de fuite s'écoulant axialement du point d'étanchéité du côté du gaz ne doit pas ressortir de la machine. Cependant, avec ce courant de fuite, une quantité de gaz correspondant à la solubilité est toujours transportée en même temps et doit être éliminée du liquide pour se prémunir contre des explosions ou une contamination dangereuse de l'atmosphère, au moyen d'installations appropriées

(installation d'évacuation).

Cette quantité de gaz retirée implique nécessairement, dans le cas de turbo-alternateurs refroidis & l'hydrogène, un courant de fuite qui doit être remplacé & partir d'un réservoir d'hydrogène et est donc limité (cf, par exemple, DIN VDE 0530/partie 3>. Du fait que l'ydrogêne peut fuir non seulement sur la garniture d'étanchéité d'arbre (de façon contrôlée), mais également en d'autres points incontrôlables d'étanchéité du générateur, la perte contrôlable sur la garniture d'arbre doit être aussi

réduite que possible.

Des mesures pour maintenir cette perte dans des limites admissibles sont restées limitées Jusqu'à présent à des éléments actifs (pompes) qui font circuler un liquide en circuit fermé de telle façon qu'au point d'étanchéité, sur un certain intervalle d'étanchéité, le gradient de pression est nul en moyenne temporelle. De tels circuits hydrauliques fermés (secondaires) qui jouent le rôle de barrage aux pertes de gaz, sont utilisés dans le cas de garnitures d'étanchéité d'arbre spéciales à deux et à trois

circuits.

Le circuit hydraulique secondaire fermé nécessite pour le fonctionnement parfait de la garniture, en plus de la pompe de circulation, les autres composants suivants: - réfrigérant de retour, - régulateur thermique, chauffage, - régulateur de pression, - filtres pour séparer les particules

d'impuretés.

Le régulateur de pression *est nécessaire pour garantir la même pression entre le circuit de liquide secondaire et le circuit de liquide d'étanchéité primaire. Pour des raisons économiques, on ne réalise pas de redondance des composants du circuit de liquide secondaire. En conséquence, il faut prendre soin que la quantité de liquide parvenant de façon stationnaire au circuit secondaire & partir du circuit primaire <circuit de liquide principal) en cas de panne de la pompe de circulation du circuit secondaire soit réévacué, ce qui nécessite une conduite d'évacuation supplémentaire et un dispositif de réglage d'évacuation

supplémentaire.

L'inconvénient principal de la solution actuelle consiste en ce qu'en raison du gradient de pression conceptuellement évanescent dans l'intervalle R, il ne peut y avoir dans cette zone de refroidissement de la bague par convection. Il en résulte une déformation de la bague due aux contraintes thermiques (retournement) qui entraîne des coincements de la bague dans la boîte, en cas de Jeu axial trop faible. Un Jeu axial important n'est pas souhaitable à cause des fuites d'huile sur la face frontale. Cependant, des bagues coincées ont fait perdre leur fonction aux bagues flottantes et peuvent entraîner au cours de périodes de fonctionnement prolongées des dégâts matériels sur la bague et l'arbre

dus à des effets de frottement mixte invévitable.

En partant de ce qui est connu, l'invention a pour objet une garniture d'étanchéité pour machines remplies de gaz se caractérisant par une structure simple et une faible sensibilité aux dérangements, pouvant ne pas comporter de circuit secondaire ou même tertiaire, mais dans laquelle cependant l'effet d'étanchéité, la pureté du gaz et les pertes de gaz

correspondent aux systèmes à plusieurs circuits.

Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit deux possibilités, basées sur une idée commune propre & l'invention, soit éviter des intervalles d'étanchéité non parcourus par un courant entre l'arbre et (les parties de) la bague d'étanchéité, et par suite l'élimination de toutes les conséquences des

déformations des bagues d'étanchéité.

Dans le cas de la première possiblité, on

satisfait à l'exigence fonctionnelle d'un courant de.

fuite minimum côté gaz et le passage complet de l'écoulement, dans le sens ci-dessus, dans l'intervalle d'étanchéité, selon l'invention, du fait qu'on prévoit dans la chambre de pression annulaire, en plus de la bague d'étanchéité, une seconde bague mobile sensiblement axialement placée entre la bague d'étanchéité et la paroi frontale côté gaz de la chambre de pression annulaire, on prévoit dans la seconde bague ou entre la première et la seconde bague des canaux s'étendant sensiblement radialement par lesquels une partie du liquide d'arrêt s'écoulant du

côté du gaz est évacuée de l'intervalle d'étanchéité.

La seconde bague joue le rôle d'élément d'étranglement et détourne une partie du courant de liquide s'écoulant côté gaz; celui-ci n'entre donc pas en contact avec le gaz de remplissage de la machine, et il ne peut donc, non plus, absorber de gaz de

remplissage.

Dans le cas de la seconde possibilité, on satisfait à l'exigence fonctionnelle d'un courant de fuite côté gaz minimum et l'on obtient le passage complet par l'intervalle d'étanchéité, selon l'invention, du fait qu'on prévoit dans la partie centrale de la bague d'étanchéité ou dans la boîte d'étanchéité des moyens pour transférer une partie du liquide d'arrêt s'écoulant du côté du gaz de la

garniture d'arbre au côté air de la garniture d'arbre.

Selon un premier mode de réalisation, on prévoit, selon l'invention, la présence de rainures annulaires circonférentielles dans la partie centrale de la bague d'étanchéité des deux côtés des conduits radiaux, la présence dans la partie centrale de la bague d'étanchéité, dans la zone proche de l'intervalle, de conduits s'étandant sensiblement axialement qui débouchent dans lesdites rainures

annulaires et ne coupent pas lesdits conduits radiaux.

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Les conduits axiaux de la partie centrale de la

bague d'étanchéité jouent le rôle de canaux de trop-

plein et évacuent une fraction prédéterminable de liquide d'arrêt du côté du gaz au côté de l'air, de sorte que, dans ce cas également, ce courant partiel n'entre pas en contact avec le gaz de remplissage de la

machine et ne peut donc absorber de gaz de remplissage.

Dans un second mode de réalisation, le transfert du côté gaz au côté de l'air de la garniture d'étanchéité d'arbre a lieu pratiquement complètement dans la boîte d'étanchéité. Pour célà, la bague d'étanchéité est subdivisée en une bague d'étanchéité côté gaz et une bague d'étanchéité côté air. On pratique dans la bague d'étanchéité côté air une rainure circonférentielle ouverte vers l'intervalle, qui est en liaison, par l'intermédiaire d'une pluralité de conduits axiaux avec une conduite de trop-plein sensiblement en U, qui s'étend entièrement dans la boîte et ne coupe pas la conduite d'amenée dans la boîte lesquelles conduites de trop-plein débouchent

côté air dans l'intervalle entre l'arbre et la boîte.

La rainure de la bague d'étanchéité et les conduites de la boîte qui s'y raccordent Jouent un rôle analogue aux conduits axiaux de la bague annulaire du premier mode de réalisation et évacuent une fraction prédéterminable de liquide d'arrêt du côté du gaz au côté de l'air, de sorte que, dans ce cas également, ce courant partiel ne peut entrer en contact avec le gaz de remplissage de la machine et ne peut donc non plus

absorber de gaz de remplissage.

Les avantages des deux possibilités peuvent être résumés de la façon suivante: - sensibilité aux dérangements minimale sur l'arbre et la bague d'étanchéité, en évitant le frottement mixte (bague flottante), sensibilité minimale aux dérangements dans le système d'alimentation en huile grace à une redondance à 100 % des composants, - contrôle minimum, dans le cas du transfert interne, en particulier, (seconde possibilité), pas de supplément de coût notable par rapport aux garnitures à un seul circuit. On va décrire à présent des exemples de réalisation non limitatifs de l'invention, représentés de façon simplifiée sur le dessin annexé dont: la figure 1 représente un premier mode de réalisation d'une garniture d'étanchéité d'arbre pour des machines remplies de gaz, comportant un élément d'étranglement conformé en bague d'arrêt du côté gaz de la garniture, la figure 2 est un diagramme montrant la variation de pression dans l'intervalle de la garniture d'étanchéité d'arbre de la figure 1, la figure 3 représente une variante de la figure 1, avec un étranglement supplémentaire côté air, la figure 4 est un diagramme montrant la variation de pression dans l'intervalle de la garniture de la figure 3, la figure 5 représente un second mode de réalisation d'une garniture d'arbre avec transfert interne du côté gaz au côté air dans la bague - d'étanchéité, la figure 6 est une coupe de la garniture d'étanchéité d'arbre de la figure 5 suivant la ligne A-A, la figure 7 est un diagramme montrant la variation de pression dans l'intervalle de la garniture d'arbre de la figure 5, la figure 8 représente un troisième mode de réalisation d'une garniture, avec transfert interne du

côté gaz au côté air dans la boîte.

La garniture d'étanchéité d'arbre de la figure 1 comprend essentiellement une boîte d'étanchéité 2 entourant l'arbre i de toutes parts et une bague d'étanchéité 5 placée à l'intérieur de la boîte, dans la chambre de pression annulaire 3, entourant l'arbre 1 en laissant subsister un intervalle d'étanchéité 4. La

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bague d'étanchéité 5 est disposée de façon à être mobile radialement dans la chambre de pression annulaire 3 et elle comporte des conduits de passage ou canaux de passage radiaux 6 répartis sur toute la périphérie, dont un seul est visible sur la figure 1. A partir d'un réservoir de liquide d'arrêt (non représenté), par un premier conduit 7 formé dans la boîte 2, du liquide d'arrêt dégazé Vv est refoulé sous pression, dans le sens de la flèche, dans la chambre

annulaire.

Le liquide d'arrêt passe de l'intervalle compris entre la périphérie extérieure de la bague d'étanchéité et la boîte 2, par les conduits ou canaux de passage 6, dans l'intervalle 4, il s'y répartir en deux débits ou courants volumiques V, et Vc en direction du côté air L et du côté gaz G de la garniture d'étanchéité d'arbre. Jusqu'ici, la garniture d'étanchéité d'arbre qui vient d'être décrite correspond à l'état actuel de la technique, tel qu'il ressort par exemple de la publication d'entreprise de la Demanderesse dans "Generators for large power plants", n' de publication CH-T 070 022E, page 26, figure 43, avec le texte

correspondant, page 27.

Alors que, dans le cas de la garniture d'étanchéité d'arbre connue, selon ce document, ainsi que selon le brevet Suisse 385.581, le liquide d'arrêt sort de la garniture par l'intervalle, on prévoit dans le cas de la garniture de la figure 1, dans la boîte 2, une seconde bague d'étanchéité, une bague d'arrêt 8 qui détourne une fraction importante Vv du courant de liquide VG évacué s'écoulant du côté du gaz G par effet

de barrage.

Dans ce but, on prévoit entre la première bague d'étanchéité 5 et la surface frontale de la bague d'arrêt 8 située du côté de cette bague d'étanchéité des canaux radiaux 9 qui relient l'intervalle 4 à une chambre collectrice latérale 10 située dans la moitié côté gaz de la boîte 2. De la chambre collectrice, le courant partiel VvCG de liquide d'arrêt revient directement dans le réservoir de liquide d'arrêt contenant du liquide dégazé par un second conduit 11 de la boîte 2, directement parce que ce courant partiel Vvi n'est pas entré en contact avec le gaz de

remplissage de la machine en passant par la graniture.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, les canaux 9 sont formés par écartement des bagues 5 et 8 au moyen de cames en saillie 12 formées sur la surface frontale de la bague d'arrêt 8 située du côté de la bague d'étanchéité 5, lesquelles cames s'appuient axialement et surtout radialement sur une collerette 13 située sur la surface frontale côté gaz de la bague

d'étanchéité 5.

En variante, la bague d'arrêt 8 peut être réalisée d'un seul tenant avec la bague d'étanchéité 5, les canaux 9 devant alors être réalisés sous la forme de conduits latéralement par rapport aux conduits de

passage 6.

Le débit ou courant volumique VsG que la bague d'arrêt 8 laisse passer côté gaz G peut être dosé de façon simple par une résistance hydraulique variable installée dans la canalisation de retour pour Vvu, par exemple une soupape d'étranglement, ce qui permet de maintenir le courant de fuite VsG dans des limites souhaitées. En plus de l'étranglement côté gaz G, on peut réaliser un étanglement côté air L, ce qui permet de réduire encore la fraction du courant de liquide d'arrêt & évacuer. Le développement de l'invention est représenté & titre d'exemple sur la figure 3 et le diagramme de pression correspondant sur la figure 4 des éléments semblables étant désignés, sur les figures 1

et 3, par des références semblables.

La boîte comprend deux moitiés semblables 20, 21, pour des raisons liées & la "technique de nettoyage". La bague d'étanchéité est de même divisee en deux moitiés de bague 22,23. Pour des raisons liées à la technique de montage, les deux moitiés de boîte 26t3019 , 21 sont subdivisées axialement, au milieu de l'arbre, en deux moitiés radiales chacune. Les deux moitiés de bague 22, 23 sont également subdivisées axialement pour des raisons de technique de montage, mais vissées ensemble avec décalage de 90 en direction périphérique. Les canaux radiaux 6 sont répartis sur toute la périphérie de la bague d'étanchéité et ils peuvent être disposés moitié-moitié dans chaque moitié de bague 22, 23. L'amenée de liquide d'arrêt a lieu par

le conduit 7, dans le sens de la flèche.

Ce qu'on a dit à propos des techniques de nettoyage et de montage s'applique à la boîte et à la

bague de la figure 1.

De chacun des deux côtés du conduit 6, des rainures radiales respectives 24, 25 sont formées à la périphérie intérieure des moitiés de la bague 22, 23, lesquelles communiquent avec des conduits axiaux 26, 27

formés dans les moitiés de bague.

Les conduits 26, 27 communiquent librement avec des chambres collectrices 28, 29 formées dans la paroi

de la boîte située respectivement côté air et côté gaz.

Des chambres collectrices 28, 29, le liquide d'arrêt revient directement dans le réservoir de liquide

d'arrêt par des conduits radiaux 30, 31.

Les extrémités 32, 33 des moitiés de bague 22, 23 situées du côté de l'arbre 1, entre les rainures 24, et la paroi intérieure de la chambre de pression annulaire 3, Jouent le rôle de la bague d'arrêt 8 du

mode de réalisation de la figure 1.

Comme dans celui-ci, elles étranglent les deux courants de liquide d'arrêt VL. et Va de telle façon qu'une fraction prédéterminée VvL ou VvG de liquide d'arrêt revient directement, sans entrer en contact avec de l'air ou du gaz de remplissage, par les conduits 30, respectivement 31, dans le réservoir de liquide d'arrêt et que les courants de fuite VL et respectivement VsG peuvent être maintenus

corrélativement faibles.

Les pressions qui s'établissent sur la longueur axiale de l'intervalle 4 sont représentés sur le diagramme de la figure 4, les mêmes références que sur la figure 2 s'appliquant & la figure 4. Ce qui est nouveau sur la figure 4, c'est l'aplatissement de la courbe de pression côté air L entre la rainure 24 et la paroi intérieure de la moitié de boîte gauche 20,

provoquée par la "bague d'arrêt" 32.

Comme on l'a indiqué sur la figure 3 par les lignes pointillés radiales dans les moitiés de bague 22, 23, elles peuvent aussi être divisées dans la zone

des rainures 24, 25.

Tandis que, dans le cas des garnitures d'arbres décrites ci-dessus, une fraction considérable du liquide d'arrêt est recyclée dans le réservoir de liquide d'arrêt après avoir franchi une partie de l'intervalle, et qu'il faut donc au moins une conduite de retour, dans le cas de la garniture d'étanchéité d'arbre de la figure 5, il y a un transfert interne dans la partie de garniture centrale du liquide d'arrêt du côté gaz vers le côté air de la garniture. La bague d'étanchéité ne comprend que trois parties 32, 33 et 34 se succédant axialement. Les deux parties extérieures 32 et 34 comportent sur leurs faces frontales intérieures, à l'extrémité située côté intervalle, des évidements circonférentiels respectifs 35, 36 qui forment avec la partie plane 33 deux rainures circonférentielles 37, 38. La partie centrale 33 comporte & l'extrémité côté intervalle une pluralité de conduits de passages axiaux 39 qui sont répartis

régulièrement sur toute la périphérie.

Comme il ressort de la figure 6 qui représente une coupe de la partie centrale 33 suivant la ligne A-A de la figure 5, les conduits 39 se trouvent chaque fois

entre deux conduits radiaux 6, sans les couper.

Le liquide d'arrêt (courant de liquide Vv) est amené par le conduit 7 & la chambre annulaire 3 et il parvient, par les conduits radiaux 6 formés dans la partie centrale 33, dans l'intervalle 4. Il s'y divise en deux courants de liquide partiels VL et Vc.. Une fraction VvG du courant s'écoulant vers le côté gaz G est transférée du côté air L par les conduits 39 et se mélange avec le courant VL dans l'intervalle entre l'arbre 1 et la partie de gauche 32. Les conditions de pression s'établissant dans l'intervalle sont représentées sur le diagramme de la figure 7, les références correspondant à celles des

figures 2 ou 4.

La longueur Lc2 de l'intervalle entre la partie 32 et l'arbre 1 est dimensionnée selon la chute de pression. P. pour VL + Vva subsistant sur le diagramme de pression (figure 7). La longueur de l'intervalle L=s entre la section côté air de la partie centrale 33 et l'arbre 1 est dimensionnée selon la chute de pression . pn.. -... pL pour le courant de liquide V.. Enfin, le diamètre de conduit (des conduits 39) est dimensionné selon la chute de pression.pc pour le courant ou

débit volumique Vv^.

Au lieu de trois parties de bague 32, 33 et 34, il est possible de réaliser d'un seul tenant les parties 32 et 33 ou encore 33 et 34. De plus, les surfaces frontales en regard des parties de bagues 32 et 34 peuvent être planes, les évidements 35 et 36

étant alors à prévoir dans la partie de bague centrale.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, on indique en outre comment l'on peut conférer & la garniture d'étanchéité d'arbre, par une conformation variable de la surface frontale extérieure des parties de bague extérieures 32 et 34, une compensation de déplacement axial (évidement 40 dans la section éloignée de l'arbre de la partie de bague côté air 32, évidement 41 dans la section proche de l'arbre de partie de bague côté gaz 34). Dans le mode de réalisation de la figure 1, on prévoit également une

telle compensation de déplacement.

En ce qui concerne la technique de nettoyage et la technique de montage pour la boîte et la bague, les considérations faites au suJet des figures 1 et 3 sont valables. La garniture d'étanchéité d'arbre représentée schématiquement sur la figure 8 correspond sensiblement & celle de la figure 5 en ce qui concerne son fonctionnement, mais elle comporte un transfert ayant lieu dans la boîte. Pour cela, la boîte est divisée en quatre parties. Elle est subdivisée par une coupe radiale en deux parties axiales 50 et 51. Ces deux parties sont, à leur tour, divisées par une coupe axiale en deux parties radiales 50a, 50b et 51a, 51b, les quatre parties étant reliées entre elles de façon

amovible par des moyens de liaison non représentés.

Dans la boîte, on prévoit un ou deux conduits d'amenée d'huile 7 qui débouchent dans la chambre de pression annulaire 3. La bague d'étanchéité est en deux parties et elle comprend deux bagues (non liées) axialement contigues, la bague air 52 et la bague gaz 53, qui comprennent chacune deux moitiés de bague, pour des raisons de montage. Sur les faces frontales des bagues 52, 53 en regard, on prévoit des cames 54 qui empêchent que, lors de l'application de liquide d'arrêt, les bagues se placent l'une contre l'autre et que le liquide d'arrêt s'écoule dans l'intervalle compris entre les faces frontales extérieures des bagues et les parois de la boîte. Le Jeu axial total des bagues dans la chambre de pression annulaire 3 est typiquement

compris entre 0,2 et 0,4 mm.

Dans la bague gaz 53, on prévoit, à peu près dans la section centrale, une rainure circonférentielle ouverte sur l'intervalle 4; elle communique avec une pluralité de conduits axiaux 56 formés dans la bague gaz 53, qui débouchent sur la surface frontale côté gaz de la bague gaz 53. Ces conduits se prolongent dans des alésages borgnes 57 de la paroi de boîte côté gaz des parties de boîte 51a ou 51b. Les alésages

borgnes sont raccordés chacun à une conduite de trop-

plein, comprenant un alésage borgne radial 58, un alésage borgne axial 59 formé dans les parties de boîte a et 51a, respectivement 50b et 51b, et un autre alésage borgne 60 formé dans les parties de boîte 50a et respectivement 50b, laquelle conduite de trop-plein s'étend complètement dans la boite et, de plus, ne coupe pas le ou les conduit(s) d'amenée d'huile 7. La conduite de trop-plein débouche du côté air L dans l'intervalle compris entre la boîte et l'arbre 1. Le conduit 58 est fermé hermétiquement & l'extrémité côté intervalle, le conduit 59 sur la surface frontale côté air de la boîte, par des bouchons soudés 63. Au lieu d'alésages borgnes axiaux 57 dans la partie de boîte 51, on peut aussi prévoir une rainure annulaire

s'étendant axialement.

En raison des pressions différentes qui agissent sur les bagues d'étanchéité 52 et 53, elles subissent un déplacement axial. Il est plus faible dans le cas de la bague gaz 53 que dans le cas de la bague air 52, en raison de la plus faible différence de pression. Ce léger déplacement axial peut encore être réduit par l'évidement 61 sur la surface frontale extérieure de la bague gaz 53. La bague gaz 53 est une véritable bague flottante, malgré le contact étroit avec la paroi de la boîte. La bague air 52 subit, en raison de la forte différence de pression entre le liquide d'arrêt et l'espace extérieur (côté air L) un déplacement axial important, lequel peut cependant être compensé suffisamment, par l'évidement 62 formé sur la surface frontale extérieure de la bague air 52, pour que la bague air 52 puisse aussi fonctionner en bague flottante. Le fonctionnement de garniture d'étanchéité d'arbre de la figure 8 correspond fondamentalement à celui de la figure 5, le diagramme de pression

présentant aussi la même allure de principe.

1. - Garniture d'étanchéité d'arbre pour

machines remplies de gaz, en particulier pour turbo-

alternateurs refroidis par l'hydrogène, comportant une chambre de pression annulaire (3) à laquelle du liquide d'arrêt en surpression dégazé est amené par une conduite (7), une bague d'étanchéité (5; 22, 23) entourant l'arbre (1) en conservant un intervalle d'étanchéité (4), qui comporte des conduits <6) ou canaux s'étendant sensiblement radialement débouchant dans l'intervalle (4) et est disposé de façon & être mobile sensiblement radialement dans la chambre de pression annulaire (3), et des moyens pour évacuer le liquide d'arrêt sortant latéralement de l'intervalle (4) et le ramener dans une installation de préparation de liquide d'arrêt et de production de pression, caractérisée en ce qu'on prévoit dans la chambre de pression annulaire (3) en plus de la bague d'étanchéité (5; 22), une seconde bague (8; 23) mobile sensiblement axialement, disposée entre la bague d'étanchéité (5; 22) et la paroi frontale côté gaz de la chambre depression annulaire (3), en ce qu'on prévoit dans la seconde bague (8, 23) ou entre la première bague (5; 22) et la seconde bague (8; 23) des canaux (9; 25) s'étendant sensiblement radialement par lesquels une fraction du liquide d'arrêt dégazé s'écoulant du côté gaz est évacuée de l'intervalle (4)

ou recyclée.

2. - Garniture d'étanchéité d'arbre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde bague (8) est réalisée d'une seule pièce avec la bague

d'étanchéité (5).

3. - Garniture d'étanchéité d'arbre selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on prévoit dans la bague d'étanchéité (22) et dans la seconde bague (23) des rainures radiales (24, 25) qui communiquent avec des conduits axiaux (26, 27) formés dans les surfaces frontales extérieures des deux bagues, lesquels conduits communiquent eux-mêmes librement avec des chambres collectrices (28, 59) formées dans les

parois latérales de la boîte (20, 21).

4. - Garniture d'étanchéité d'arbre selon la revendication 3, caractérisée en ce que la seconde bague (23) est réalisée d'un seul tenant avec la première bague (22) et le conduit radial (6) s'étend

entre les deux rainures (24, 25) sans les couper.

5. - Garniture d'étanchéité d'arbre pour

machines remplies de gaz, en particulier turbo-

alternateurs refroidis par l'hydrogène, comportant une chambre de pression annulaire (3) à laquelle du liquide d'arrêt en surpression dégazé est amené par une conduite (7), une bague d'étanchéité (32, 33, 34) entourant l'arbre (1) en maintenant un intervalle de joint (4), qui comporte des conduits (6) ou canaux s'étendant sensiblement radialement débouchant dans l'intervalle (4) et est disposé de façon à pouvoir se déplacer sensiblement radialement dans la chambre de pression annulaire (3), et des moyens pour évacuer le liquide d'arrêt sortant latéralement de l'intervalle (4) et pour le recycler dans une installation de préparation de liquide d'arrêt et de production de pression, caractérisée en ce qu'on prévoit dans la partie centrale (33) de la bague annulaire et/ou dans la boîte de bagues d'étanchéité (50, 51) des moyens (37, 38, 39; 55-60) pour transférer une partie du liquide d'arrêt s'écoulant vers le côté gaz (G) de la garniture d'étanchéité d'arbre vers le côté air (L) de

cette garniture.

6. - Garniture d'étanchéité d'arbre selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'on prévoit dans la partie centrale (33) de la bague d'étanchéité, des deux côtés des conduits radiaux (6), des évidements qui forment avec les deux autres parties de bague des rainures annulaires périphériques (37, 38), en ce qu'on prévoit dans la partie centrale (33) de la bague d'étanchéité, dans la zone proche de l'intervalle des conduits (39) s'étendant sensiblement axialement qui débouchent dans lesdites rainures annulaires (37, 38>

et ne coupent pas lesdits conduits radiaux (6).

7. - Garniture d'étanchéité d'arbre selon la revendication 6, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité comprend trois parties de bague (32, 33, 34), la partie de bague centrale (33) comportant une pluralité de conduits de passage (6) et son extrémité proche de l'arbre une pluralité de conduits (39) s'étendant axialement, ne coupant pas les conduits radiaux (6), et en ce que les évidements formant les rainures annulaires (37, 38) sont prévus dans les

parties de bague respectives (32,33).

8. - Garniture d'étanchéité d'arbre selon la revendication 7, caractérisée en ce que la partie de bague centrale (33) est réalisée d'un seul tenant avec

l'une des deux parties de bague extérieures (32; 34).

9. - Garniture d'étanchéité d'arbre selon la revendication 5, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité est subdivisée en une bague d'étanchéité côté air (52) et une bague d'étanchéité côté gaz (53), la bague d'étanchéité côté air (53) comportant une rainure (55) ouverte vers l'intervalle (4> qui communique par une pluralité de conduits axiaux (56) avec chaque fois un prolongement (57) dans la boîte (51) et chaque fois une conduite de trop-plein sensiblement en U (58, 59, 60) qui s'étend entièrement dans la boite (50, 51> et ne coupe pas la conduite d'amenée (7> dans la boîte, lesquelles conduites de trop-plein débouchent du côté air (L) dans l'intervalle

entre la boîte (50) et l'arbre (1).