FR2637948A1 - Compresseur centrifuge a plan d'assemblage horizontal - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un compresseur centrifuge à plusieurs étapes à plan d'assemblage horizontal. Selon l'invention, dans le corps 1 du compresseur sont montés des étages de compression 2 et 2adont le premier étage 2, dans la direction du déplacement du fluide à comprimer, est mis en communication avec une cavité d'aspiration 3 et le dernier étage 2a est relié à une cavité de refoulement 4; chaque étage 2 est logé dans un boîtier 5 lié au corps 1; la surface extérieure de la paroi du boîtier 5 forme dans l'espace intérieur 6 du corps 1, des plans annulaires 7 et la surface intérieure de cette paroi délimite le canal d'écoulement 8 de l'étage 2 qui est lié au canal d'écoulement 8 ou 8a de l'étage suivant 2 ou 2a; le canal d'écoulement 8 ou 8a de chaque étage 2 ou 2a est isolé de la cavité annulaire 7 qui communique avec les cavités annulaires 7 suivant la surface intérieure 9 de la paroi du corps 1; l'espace intérieur 6 du corps 1 est relié à la cavité de refoulement 4. L'invention s'applique notamment à la construction des turbines.

Description

La présente invention concerne le domaine de la construction des

compresseurs et a notamment pour objet un

compresseur centrifuge multiétage à plan d'assemblage hori-

zontal. Il est très efficace d'utiliser la présente inyen-

tion dans des compresseurs centrifuges à un corps, d'une puis-

sance élevée, dans lesquels la compression du gaz s'effectue

sans son refroidissement pendant sa compression. Ces -com-

presseurs sont utilisés à grande échelle en métallurgie,

par exemple, pour assurer le soufflage dans des hauts four-

neaux, en chimie dans des installations technologiques, par exemple, pour la production d'acide nitrique ainsi que dans

des installations technologique pour le traitement du pé-

trole et du gaz.

A l'heure actuelle, l'utilisation en croissance continue des compresseurs centrifuges, tant dans des procédés technologiques classiques que dans des procédés nouvellement crées de production, pose, dans la pratique mondiale de la construction des compresseurs, un problème de création d'urgence d'un compresseur centrifuge hautement économique, nécessitant une moindre quantité de métal et une main

d'oeuvre réduite pour sa fabrication,tout en étant carac-

térisé par une haute fiabilité d'utilisation.

Certaines compagnies principales qui travaillent dans le domaine de la construction des compresseurs, par exemple la compagnie "Dresser-Rand" (E. U.A.), "Demag"

(R.F.A.) etc..., tentent de résoudre ce problème par l'orga-

nisation originale des étages de compression. Ces compres-

seurs centrifuges sont nommés compresseurs à corps multi-

ples. En comparaison avec le compresseur centrifuge à un

seul corps, ils présentent toute une série d'avantages concer-

nant les performances de la production, les caractéristiques techniques et économiques et notamment concernant leur poids et leur encombrement, mais cependant la conception de ces compresseurs est complexe, ils nécessitent le respect d'une haute classe de précision lors de leur fabrication et sont

caractérisés par un entretien compliqué pendant leur utili-

sation. Dans ces compresseurs, les conditions requises de

compression d'un fluide moteur dans chaque étage sont assu-

rées en choisissant une fréquence optimale de rotation d'une roue à aubes pour chaque étage séparé. Cette dernière parti-

cularité permet de réaliser une roue à aubes ayant le rap-

port le plus avantageux entre sa largeur et la sortie du

courant à son diamètre extérieur, ce qui réduit la consom-

mation d'énergie pour la compression d'un fluide moteur.

Toutefois, la valeur des avantages décrits ci-dessus

du compresseur centrifuge à corps multiples se trouve ré-

duite, en grande mesure, par l'organisation compliquée des canaux convergents, amenant le fluide moteur dans un étage, et de canaux divergents, qui en évacuent ce fluide moteur. De ce fait, il est difficile d'obtenir de hautes performances aérodynamiques de ces canaux de la partie d'écoulement. En

outre, tous les étages du compresseur centrifuge à corps mul-

tiples sont des étages terminaux, dont les performances éco-

nomiques sont inférieures à celles des étages intermédiaires.

Tous ces inconvénients empêchent de l'utiliser dans l'indus-

trie sur une plus large échelle en comparaison avec des com-

presseurs centrifuges en un seul corps d'une puissance élevée

qui sedistinguent par un large domaine d'emploi, une concep-

tion simple, la technologique déjà mise au point de la fa-

brication, une possibilité d'obtention d'un haut rendement

d'un étage de compression, un entretien simple, une réalisa-

tion rapide et de bonne qualité destravaux de réparation

réglementaires pendant l'utilisation.

Les tentatives visant à améliorer les performances économiques et à réduire, en même temps, la quantité de métal et la main d'oeuvre nécessaires à sa fabrication ont abouti

à la création d'un compresseur centrifuge à plan d'assem-

blage horizontal utilisé pour la compression d'un gaz, par exemple, d'un gaz nitreux (cf. Catalogue guide-mémoire

K-3-69. Machines de compression centrifuges. NIIINFORMTYAZH-

MASH, Moscou, 1979, page 86, figure 60).

Le corps du compresseur renferme des étages de compression dont le premier, suivant le déplacement du fluide à comprimer, est mis en communication avec une cavité d'aspiration du compresseur et dont le dernier est lié à une cavité de refoulement. Chacun des étages est logé dans un bottier, dont la surface extérieure forme, dans l'espace intérieur du corps, des cavités annulaires et la surface

intérieure de la paroi du boîtier délimite un canal d'écou-

lement de l'étage de compression, mis en communication avec le canal d'écoulement de l'étage suivant, en direction du déplacement du fluide moteur. Chaque boîtier est relié au corps du compresseur. Pour leur liaison, une collerette annulaire est prévue sur la surface extérieure de la paroi du boîtier qui est la plus éloignée de l'axe longitudinal du compresseur et une mortaise annulaire est pratiquée sur

la surface intérieure du corps. Dans la description qui va

suivre, l'assemblage de ce type sera nommé assemblage à te-

non et à mortaise.

Chaque étage, sauf le dernier, comporte une roue à aubes installée sur un arbre d'entraînement, dont les

canaux d'écoulement sont mis en communication avec le dif-

fuseur, relié à un aubage directeur inverse, qui forme le

courant arrivant dans la roue à aubes de l'étage suivant.

Le dernier étage comporte une roue à aubes montée sur cet arbre et reliée au diffuseur, en communication avec la

cavité de refoulement du compresseur.

La technologie d'assemblage du compresseur connu impose de prévoir un jeu axial tant entre la face en bout du boîtier et la face en bout de la paroi du corps, qui délimite la cavité d'aspiration dans la zone de sa liaison avec le canal d'écoulement du premier étage, qu'entre les faces en bout des boîtiers de l'étage précédent et de

l'étage suivant de compression dans la zone de la communi-

cation des canaux d'écoulement de ces étages.

Le compresseur connu est assemblé suivant la suc-

cession ci-après. D'abord, on met la moitié inférieure du boitier de chaque étage dans la moitié inférieure du corps et on centre ce dernier par rapport à l'axe logitudinal du compresseur en utilisant, à cet effet, un arbre fictif,puis on pose l'autre moitié du boitier de ce même étage dans la

moitié supérieure du corps et on centre le boitier confor-

mément à l'axe longitudinal du compresseur. Ceci fait, on réunit la moitié supérieure du corps etsa moitié inférieure

suivant un plan d'assemblage horizontal. Ce mode d'assem-

blage impose la présence de jeux dans le plan d'assemblage horizontal des étages de compression et augmente la main

d'oeuvre dépensée pour l'assemblage et le centrage du boi-

tier dans le corps du compresseur.

La formation de jeux dans le plan d'assemblage

horizontal des boîtiers est due à ce que le plan d'assem-

blage de chaque moitié de boîtier ne coincide pas avec le plan

qui lui est parallèle,qui passe par l'axe d'un alésage an-

nulaire, sur des surfaces de base qui sont les endroits de montage de joints-labyrinthes. A travers ces jeux, le fluide moteur s'écoule de la cavité annulaire se trouvant sous une haute pression vers la cavité annulaire se trouvant sous

une basse pression, ce qui réduit les performances économi-

ques du compresseur à cause de l'augmentation de la consommation d'énergie pour la compression du fluide moteur, cela diminue le débit du compresseur et abaisse son taux

d'élevation de la pression.

Par suite des écarts des dimensions des pièces du compresseur, que l'on ne peut contrôler et qui sont dus à

l'influence de la déformation des pièces ci-dessus mention-

nées sous l'action des efforts qui agissent sur celles-ci lors de leur fixation sur des machines-outils pour l'usinage, aux contraintes résiduelles thermiques dans les ébauches,

- à une diminution de la précision dans le cas de la réalisa-

tion des assemblages "à tenon et à mortaise" des corps et des

boîtiers d'un diamètre important, à l'usinage réalisé sépa-

rement des moitiés supérieure et inférieure du corps ainsi qu'à d'autres facteurs, il est impossible d'assurer la

congruence des surfaces formant "le tenon" et "la mortaise".

De ce fait, pour assembler un compresseur, il est indispen-

sable d'ajuster, à la main, "le tenon" pour "une mortaise",

ce qui aboutit à un défaut important de l'assemblage "à te-

non et à mortaise", etpar conséquent, à une augmentation des fuites de fluide moteur de la cavité annulaire sous une

haute pression, vers lacavité annulaire à pression infé-

rieure. Cela diminue encore les performances économiques du

compresseur et nuit à ses caractéristiques d'utilisation.

En outre, il convient de noter que dans la concep-

tion connue du compresseur, une charge due à une différence de pression entre les cavités annulaires agit sur le boîtier

de chacun des étages de compression. Etant donné que le boî-

tier a un plan d'assemblage horizontal, la valeur du fléchis-

sement de sa paroi dans la direction de l'axe longitudinal du compresseur dans le plan d'assemblage horizontal dépasse environ de 2,5 fois la valeur du fléchissement de cette

même paroi dans le plan vertical passant par l'axe longitu-

dinal du compresseur. Dans ce cas, les éléments de chaque étage sont soumis à des contraintes irrégulières de traction

et de fléchissement, dans les directions radiale et tangen-

tielle, qui provoquent, en premier lieu, la détérioration des aubes des diffuseurs, des rivets, des goujons etc...,par suite de la fatigue et, en second lieu,une mauvaise planéité

des plans d'assemblage horizontal et vertical d'un étage, con-

duisant à la formation de nouveaux jeux et à l'augmentation des jeux déjà formés suivant les plans d'assemblage. Ceci provoque non seulement des fuites du fluide moteur de la cavité annulaire de grand diamètre vers la cavité annulaire

de plus petit diamètre mais contribue à la formation de fui-

tes supplémentaires du fluide à l'intérieur de l'étage de compression, de la zone à une pression élevée en aval du

diffuseur vers la zone à basse pression en amont du diffu-

seur. Ce dernier inconvénient conduit, sous l'effet de l'écoulement irrégulier du fluide moteur dans la direction

circonférentielle, à la formation d'une charge,dont la va-

leur varie, qui agit sur la roue à aubes de l'étage et pro-

voque la détérioration de celle-ci par suite de sa fatigue.

Ensuite, il convient de noter que la construction connue nécessite l'usinage du corps suivant son diamètre intérieur et des parois des boîtiers suivant leur diamètre

extérieur et contribue de ce fait à l'augmentation des ébau-

ches du corps et des boîtiers des étages et à l'augmentation de la main d'oeuvre pour la fabrication à cause des grandes

surépaisseurs prévues pour l'usinage.

Il est à noter que le centrage de chaque moitié du

boîtier dans chaque moitié du corps par rapport à l'axe lon-

gitudinal du compresseur augmente la main d'oeuvre néces-

saire à l'assemblage du compresseur, diminue la précision du centrage et impose de faire appel à un équipement spécial, par exemple, à un arbre fictif et à un instrument spécial de mesure. Enfin, la présence des assemblages "à tenon et à mortaise" complique la normalisation des dimensions suivant

l'axe longitudinal du compresseur entre le corps, les boî-

tiers des étages de compression et l'arbre portant les roues à aubes, ce qui empêche de réaliser une large unification

des corps, des boîtiers, des diffuseurs, des aubages direc-

teurs inverses, des arbres, des joints d'étanchéité et des

roues à aubes.

Les causes provoquant la réduction des performances économiques du compresseur, ainsi que l'augmentation de la quantité de métal et de la main d'oeuvre nécessaires à sa

fabrication,ont été partiellement supprimées dans la cons-

truction d'un compresseur centrifuge à un corps et à un

plan d'assemblage horizontal (SU, A, 859683).

Le compresseur connu comporte un corps à l'intérieur

duquel sont montés les étages de compression, dont le pre-

mier, suivant le sens du déplacement du fluide à comprimer,

est mis en communication avec la cavité d'aspiration du com-

presseur et dont le dernier est relié à la cavité de refoule-

ment. Chacun des étages est logé dans un boîtier, dont la surface extérieure de la paroi forme, dans l'espace intérieur du corps, des cavités annulaires, la surface intérieure

de la paroi de ce boîtier délimitant le canal d'écoule-

ment de l'étage communiquant avec le canal d'écoulement par

l'étage suivant dans le sens du déplacement du fluide à com-

primer. Chaque bottier est associé au corps du compresseur à l'aide d'un assemblage "à tenon et à mortaise". Chaque étage, sauf le dernier, comporte une roue à aubes, qui est montée sur un arbre d'entraînement et qui est reliée à un diffuseur, lequel est mis en communication avec un aubage directeur inverse formant le courant arrivant dans la roue à aubes de l'étage suivant. Le dernier étage comporte

une roue à aubes montée sur son arbre d'entraînement et re-

liée au diffuseur qui est mis en communication avec la cavi-

té de refoulement du compresseur. Pour prévenir le fléchis-

sement de la -paroi de bottier de chaque étage dans la direc-

tion de l'axe longitudinal du compresseur, une bague démon-

table est prévue, qui est logée dans une gorge annulaire du boîtier qui est pratiquée dans la face en bout de ce dernier, en étant orientée vers la face en bout du bottier de l'étage voisin dans la zone de l'assemblage des canaux d'écoulement de ces étages et une bague métallique démontable est montée dans une gorge annulaire sur la face en bout du corps qui

délimite la cavité d'aspiration dans la zone de sa communi-

cation avec le canal d'écoulement du premier étage. Chaque bague métallique a un plan d'assemblage qui coïncide avec

le plan d'assemblage horizontal du boîtier.

Pendant l'assemblage du compresseur, réalisé sui-

vant un mode analogue à celui décrit précedemment de con-

ception du compresseur, après avoir réalisé l'opération de centrage des moitiés des bottiers dans le corps, on pose les demi-bagues métalliques dans les gorges semi-circulaires qui sont pratiquées sur les faces en bout des boîtiers et dans la gorge semi-annulaire pratiquée sur la face en bout de

la paroi du corps délimitant la cavité d'aspiration.

En conséquence, la charge, agissant sur chacun des boîtiers des étages de compression, due à la différence de pression entre les cavités annulaires, est transmise au corps tant par l'intermédiaire des assemblages "à tenon et à mortaise" que par les bagues métalliques. Cela permet de réduire l'épaisseur des parois des boitiers et de supprimer leur fléchissement irrégulier en direction circonférentielle, dans la zone o sont logés les joints-labyrinthes, de la roue à aubes et de l'arbre, ce qui réduit la quantité de métal utilisé pour la fabrication des boîtiers et augmente la fiabilité de fonctionnement des joints-labyrinthes de la

roue à aubes et de l'arbre.

Cependant, le compresseur connu est caractérisé par des performances économiques médiocres et n'assure pas

la stabilité de l'obtention en temps des paramètres néces-

saires à un appareil consommateur, comme le débit, la pres-

sion et la puissance absorbée,du fait que dans ce compres-

seur, les fuites du fluide moteur des cavités annulaires

à grande pression vers les cavités annulaires à basse pres-

sion ne sont pas supprimées, ni les fuites du fluide moteur

à l'intérieur de l'étage de compression, de la zone de pres-

sion élevée en aval du diffuseur vers la zone à basse pres-

sion en amont du diffuseur, ainsi que les fuites importantes à travers les joints-labyrinthes des roues à aubes et de l'arbre, qui sont dues à des défauts de la forme annulaire

des jeux dans les joints d'étanchéité.

En outre, le compresseur connu est caractérisé par une quantité très élevée de métal et une main d'oeuvre importante, nécessaire à sa fabrication, par suite de la présence des assemblages "à tenon et à mortaise" qui, en plus des défauts ci-dessus mentionnés, empêchent d'unifier les corps, les boîtiers, les diffuseurs, les aubages directeurs inverses,

les arbres, les joints d'étanchéité, et les roues à aubes.

Ensuite, le compresseur connu est caractérisé par une mé-

diocre fiabilité par suite des contraintes variables dans les éléments de l'étage de compression, dues à la différence des pressions entre les cavités annulaires et provoquant des détériorations des aubes du diffuseur, des rivets, des boulons, des joints soudés et d'autres éléments à la suite

de la fatique.

Enfin, il convient de noter que l'assemblage du compresseur connu nécessite une main d'oeuvre importante du fait qu'il faut centrer chaque moitié du boîtier dans

chaque moitié du corps.

On s'est donc proposé de mettre au point un compres- seur centrifuge, dont la conception permettrait d'assurer des pressions identiques dans les cavités annulaires entre les étages de compression et de supprimer les fuites du fluide moteur, de chaque cavité annulaire dans la partie

d'écoulement de l'étage de compression et de l'une des ca-

vités annulaires dans une autre suivant l'axe longitudinal

du compresseur tout en assurant, par cela même, l'augmenta-

tion des performances économiques en réduisant,enmêmetemps, la quantité de métal utilisé pour la fabrication et la main d'oeuvre et en augmentant la fiabilité de fonctionnement du compresseur.

Le problème posé est résolu à l'aide d'un compres-

seur centrifuge à plan d'assemblage horizontal, dans le

corps duquel sont montés des étages de compression, dont le pre-

mier, suivant la direction du déplacement du fluide à com-

primer, est mis en communication avec une cavité d'aspira-

tion du compresseur et dont le dernier est relié à une ca-

vité de refoulement, compresseur dans lequel chacun des étages est logé dans un boîtier lié au corps, la surface extérieure de la paroi du bottier formant, dans l'espace intérieur du corps, des cavités annulaires et la surface

intérieure de la paroi du bottier délimitant le canal d'écou-

lement de l'étage de compression mis en communication avec le canal d'écoulement de l'étage suivant dans le sens du

déplacement du fluide à comprimer,caractérisé, selon l'in-

vention, en ce que le canal d'écoulement de chaque étage de

compression est isolé de la cavité annulaire mise en commu-

nication avec les autres cavités annulaires suivant la sur-

face intérieure de la paroi du corps, dont l'espace inté-

rieur est mis en communication avec la cavité de refoulement.

Ce mode de réalisation d'un compresseur à plan

d'assemblage horizontal augmente ses performances économi-

ques, c'est-à-dire qu'il augmente le rendement du compres-

seur à tous les régimes de son fonctionnement, à partir du débit minimal jusqu'à débit maximal, il assure la stabilité, dans le temps, des paramètres nécessaires à une installation consommatrice comme le débit, la pression et la puissance absorbée, il diminue la quantité de métal et la main d'oeuvre nécessaires à la fabrication du compresseur en augmentant sa

fiabilité de fonctionnement.

L'augmentation du rendement du compresseur est ob-

tenue grâce à la suppression de la différence de pression du fluide moteur entre les cavités annulaires des étages de

compression, laquelle suppression est réalisée par la sup-

pression des assemblages annulaires du type "à tenon et à mortaise" de chaque boîtier avec le corps, qui est obtenue

en isolant le canal d'écoulement de chaque étage de la ca-

vité annulaire dans la zone de sa communication avec le ca-

nal d'écoulement de l'étage voisin. Cette mesure assure le

maintien d'une pression identique de refoulement dans tou-

tes les cavités annulaires et crée ainsi une repartition régulière, suivant la surface du boîtier, de l'effort qui

exerce une action, contribuant à l'étanchéité, sur l'assem-

blage en bout des parois sur l'une desquelles sont fixées

les aubes du diffuseur et sur l'autre desquelles sont fi-

xées les aubes de l'aubage directeur inverse, et sur l'as-

semblage en bout des parties supérieure et inférieure du boîtier. Les efforts ci-dessus mentionnés déchargent les éléments de fixation reliant les aubes du diffuseur aux parois du bottier, les éléments de fixation reliant les aubes de l'aubage directeur inverse aux parois du boîtier

et les éléments de fixation reliant le diffuseur à l'au-

bage directeur inverse.

En outre, ces efforts diminuent l'influence des charges dynamiques engendrées, par exemple, lors du pompage, par les fluctuations de la pression du fluide dans les cavités annulaires du corps et dans le courant circulant à travers le canal d'écoulement, sur les éléments de fixation ci-dessus mentionnés, ce qui augmente la résistance à la fatigue de la construction et prévient la détérioration de ces derniers par suite de la fatigue. La conception revendiquée du compresseur assure

un mode d'assemblage qui consiste à relier la partie infé-

rieure du boîtier de chacun des étages,montée sur la partie inférieure du corps, avec sa partie supérieure suivant un plan d'assemblage horizontal et ensuite, à relier la partie supérieure du corps à la partie inférieure suivant un plan d'assemblage horizontal, ce qui supprime la formation de jeux dans le plan d'assemblage horizontal des boîtiers des étages de compression,aussi bien pendant l'assemblage que pendant l'utilisation du compresseur. Cela assure, dans le

temps, la stabilité des paramètres nécessaires à une ins-

tallation consommatrice comme le débit, la pression et la

puissance absorbée.

En supprimant l'assemblage "à tenon et à mortaise" du corps et du bottier de chaque étage de compression, on offre la possibilité de supprimer l'usinage de la surface intérieure du corps et de la surface extérieure des parois du boîtier et de réduire ainsi la quantité de métal consommé pour la fabrication du compresseur de 25 à 30% et la main d'oeuvre pour sa fabrication de 30 à 40%. Cela simplifie

également la technologie de fabrication du compresseur, amé-

liore l'aptitude de la construction à-la technologie de fabrication du corps et des boîtiers, permet d'assurer des

ébauches matricées pour les pièces, réduit le cycle de fa-

brication des éléments du compresseur et assure un assem-

blage aisé, ne nécessitant qu'une main d'oeuvre minimale.

La suppression de la différence des pressions agis-

sant sur le bottier de chaque étage prévient la formation

descouples moteurs dans les parois des bottiers et les élé-

ments de leur fixation,ce qui permet de réduire l'épaisseur

des parois des boîtiers et de décharger les pièces de fixa-

reliant les pièces d'un étage de compression entre elles.

L'absence de l'assemblage "à tenon et à mor-

taise" entre le corps et le boîtier de chaque étage permet de disposer le boîtier des étages de compression dans le corps indépendamment l'un de l'autre ce qui simplifie la normalisation des dimensions suivant l'axe longitudinal du compresseur. Cela supprime les difficultés qui empêchaient

auparavant d'unifier les solutions constructives des com-

presseurs centrifuges, cela assure la création de procédés technologiques unifiés et offre de larges possibilités pour la réalisation de solutions techniques typiques des corps, des étages de compression, des arbres, des roues à aubes, des joints d'étanchéité aussi bien dans les compresseurs

d'une seule dimension type, qui compriment les fluides mo-

teurs ayant différentes propriétés physiques et chimiques que dans des compresseurs de différentes dimensions types,

qui compriment le même fluide moteur.

L'absence de l'assemblage "à tenon et à mortaise"

entre le corps et les boîtiers permet de supprimer totale-

ment l'influence des déformations dues aux efforts et des déformations thermiques du corps sur le boîtier des étages de compression et par conséquent, sur les dispositifs

d'étanchéité des étages de compression, assurant un fonc-

tionnement stable et fiable du compresseur et une bonne

qualité de la compression.

* Pour isoler le canal d'écoulement de chaque étage de la cavité annulaire, sauf la première, il est recommandé de prévoir un dispositif d'étanchéité et de le disposer sur la face en bout du bottier de l'étage précédent qui est orientée vers la face en bout du boîtier de l'étage suivant dans la zone de communication des canaux d'écoulement de ces étages et d'isoler la première cavité annulaire de la cavité d'aspiration du compresseur par un dispositif d'étanchéité

placé sur la surface en bout de la paroi du bottier délimi-

tant la cavité d'aspiration dans la zone de sa communica-

tion avec le canal d'écoulement du premier étage de compres-

sion. Ce mode de réalisation de compresseur permet de supprimer les fuites du fluide à comprimer, de chaque cavité annulaire se trouvant sous la pression de refoulement, vers le canal d'écoulement de l'étage de compression dans la zone de la jonction des surfaces des boîtiers d'étages voisins et dans la zone d'assemblage de la face en bout de la paroi du corps qui délimite la cavité de refoulement avec la face

en bout du boîtier du premier étage.

En plaçant le dispositif d'étanchéité sur la face en bout de l'une des parois du boîtier, il devient possible de réduire grandement la valeur du jeu à étanchéifier entre la cavité à haute pression et la cavité à basse pression et d'isoler d'une manière sûre le canal d'écoulement de chaque

étage de la cavité annulaire.

Il est avantageux que le dispositif d'étanchéité

comporte une bague placée dans une gorge annulaire, prati-

quée sur la face en bout du boîtier, ainsi qu'un moyen pour

son déplacement le long de l'axe longitudinal du compresseur.

Ce mode de réalisation du dispositif d'étanchéité

assure la précision de son montage dans le boîtier et l'as-

semblage simple du compresseur tout entier. Cela s'explique par le fait que, grâce à la présence du jeu entre les faces en bout des boîtiers, le dispositif d'étanchéité,conforme à l'invention,n'empêche pas les boitiers, pendant le montage

et le centrage, de se placer librement dans le corps, assu-

rant ainsi, après le montage, une fiable étanchéité du jeu mentionné grâceau déplacement de la bague suivant l'axe longitudinal du compresseur jusqu'à ce qu'elle vienne buter contre la face en bout du boîtier voisin et jusqu'à ce qu'un

effort d'étanchéité soit créé par des éléments d'entretroise-

ment, par exemple par des ressorts.

L'amélioration de la fiabilité de l'étanchéité est obtenue grâce à ce que chaque bague-est munie d'éléments d'étanchéité, dont l'un est logé dans une gorge pratiquée sur la face en bout de la bague orientée vers la face en bout du boîtier de l'étage voisin et dont l'autre est posé dans une gorge pratiquée sur la surface cylindrique de la bague

coopérant avec la paroi de la gorge du boîtier.

Les éléments d'étanchéité permettent d'isoler, du canal d'écoulement de l'étage à basse pression, laquelle est égale à la pression en amont de chacun des étages de compression, d'une manière fiable, la cavité annulaire à haute pression, laquelle est égale à la pression dans la cavité de refoulement. Cela est obtenu grâce à ce que des éléments élastiques compensent des écarts éventuels des faces en bout ci-dessus mentionnées des boitiers du corps en ce qui concerne la parallélité mutuelle de ces faces et leur perpendicularité par rapport à l'axe longitudinal du compresseur pendant le fonctionnement de ce dernier, aussi bien à cause des déformations du corps et des boîtiers sous l'action des efforts engendrés par la pression du fluide à comprimer que par suite des déformations thermiques dues à l'augmentation de la température du fluide à comprimer au

cours de la compression.

Il est avantageux qu'une rainure soit pratiquée dans le corps du côté du plan d'assemblage horizontal, dans sa partie inférieure, symétriquement par rapport au plan vertical passant par l'axe longitudinal du corps, que cette rainure s'ouvre vers le boîtier de l'étage, qu'une patte

soit réalisée dans le plan d'assemblage horizontal du boî-

tier pour prévenir son déplacement axial et soit disposée

dans la zone la plus éloignée de l'axe longitudinal du boî-

tier et logée dans ladite rainure de façon que le plan de

-la patte orientée vers la partie supérieure du corps coin-

cide avec le plan d'assemblage du boîtier et avec le plan

d'assemblage du corps.

Ce mode de réalisation assure une haute précision du montage du boîtier de chaque étage de compression suivant l'axe longitudinal du compresseur, élimine l'éventualité d'un gauchissement des bottiers dans le plan d'assemblage horizontal, aussi bien pendant l'assemblage que pendant le fonctionnement du compresseur à la suite de déformations sous l'action des efforts et de la chaleur. Dans ce cas, la -partie supérieure du corps bloque, d'une manière sûre, la position du boîtier dans le corps en prevenant la formation d'un jeu entre la patte et le corps en direction verticale,

en conservant une valeur stable des jeux supérieur et infé-

rieur dans les joints-labyrinthes de la roue à aubes et de l'ar- bre dans une plage imposée. Cette dernière mesure diminue

les fuites du fluide moteur aux joints d'étanchéité et aug-

mente le rendement du compresseur.

Il est nécessaire qu'une pièce intercalaire soit

mise dans une rainure, qu'elle coopère,par l'une de ses pa-

rois, avec la paroi en bout de cette rainure et que son au-

tre paroi, opposée à la première, soit pourvue d'un butoir faisant saillie par rapport à cette paroi et que la face en bout du butoir soit disposée par rapport à la face en bout orientée vers elle de la patte avec un jeu égal à la valeur du déplacement admissible du boîtier dans une direction

perpendiculaire à l'axe longitudinal du compresseur.

Ce mode de réalisation du compresseur assure, pen-

dant son fonctionnement, un autocentrage des joints d'étan-

chéité des roues à aubes et de l'arbre du compresseur. Lors d'une dilatation thermique de chaque boîtier dans le plan d'assemblage horizontal, le petit jeu radial entre la cage du joint-labyrinthe et l'arbre croît toujours et le grand jeu radial en opposition diminue. Cette particularité est assurée grâce au fait que, lors de la dilatation thermique de chaque boîtier, ce dernier rattrape le petit jeu entre le butoir de la pièce intercalaire et la face en bout de la patte, puis rattrape le grand jeu entre la face en bout de

l'autre patte et le butoir de l'autre pièce intercalaire.

Cela simplifie considérablement le processus d'as-

semblage du compresseur du fait que la façon dont on pose

la moitié inférieure du boîtier dans le corps lors de l'as-

semblage, coaxialement à l'arbre ou excentriquement à celui-

ci, n'a plus d'importance.

Il est souhaitable que le butoir soit réalisé en un acier austênitique. L'acier austénitique est choisi pour

le butoir du fait qu'il possède une haute plasticité. A l'au-

tocentrage des boîtiers, les butoirs s'écrasent d'une va-

leur égale sensiblement à la valeur de la dilatation thermi-

que du boîtier en direction perpendiculaire à l'axe longitu-

dinal du compresseur dans le plan d'assemblage horizontal de ce dernier. Cela conduit à ce que le jeu radial entre la cage du joint-labyrinthe et l'arbre et le joint entre la

cage du joint d'étanchéité et la roue à aubes devient essen-

tiellement annulaire,ce qui réduit les fuites de fluide aux jointslabyrinthes des cavités à haute pression vers les

cavités à basse pression.

Il est recommandé de relier l'espace intérieur du corps à la cavité de refoulement au moyen d'une conduite de gaz disposée à l'extérieur du compresseur. Cette solution s'avère particulièrement favorable dans les cas o la cavité

de refoulement est isolée de l'espace intérieure du corps.

Cela permet de supprimer totalement l'influence des fluctua-

tions de pression dans la cavité de refoulement, par exem-

ple lors du pompage,car ces fluctuations s'atténuent dans

les conduites de gaz.

Il est utile qu'un dispositif de mesure du débit

du fluide à comprimer soit monté sur la conduite de gaz.

Ce mode de réalisation du compresseur permet d'ef-

fectuer le diagnostic de l'état de sa partie d'écoulement au cours de son fonctionnement en contrôlant le débit de

fluide moteur à travers la conduite de gaz susmentionnée.

L'absence de débit témoigne de ce que l'assemblage par em-

boitement des parois de chaque boîtier, l'assemblage par emboîtement des moitiés supérieure et inférieure de chaque boîtier et le dispositif d'étanchéité du canal d'écoulement de chaque étage de compression de la cavité annulaire assure une étanchéité requise et supprime les fuites du fluide des

cavités àhaute pression vers les cavités à basse pression.

L'efficacité du fonctionnement du compresseur, selon l'invention, peut être augmentée par montage d'un

échangeur de chaleur, disposé en amont du dispositif de me-

sure du débit du fluide à comprimer, si l'on regarde en di-

rection du déplacement de ce fluide.

l'emploi d'un échangeur de chaleur se montre par-

ticulièrement favorable dans le cas o la température à la sortie du compresseur conforme à l'invention est élevée, par exemple supérieure à 300 C. En amenant le fluide à comprimer refroidi dans l'échangeur de chaleur, dans l'espace inté- rieur du corps, on supprime le chauffage supplémentaire du fluide à comprimer dans le canal de contre-courant de chaque

étage de compression, ce qui assure la stabilité des carac-

téristiques de la dynamique des fluides du compresseur.

Le compresseur centrifuge à trois étages de com-

pression réalisé selon l'invention, destiné à refouler l'air dans un hautfourneau fonctionnant au régime optimal, est caractérisé par les performances suivantes: fréquence de

rotation de 5000 t/mn, débit rapporté aux conditions d'aspi-

ration de 2400 m3/mn (à une pression initiale de l'air arri-

vant au premier étage de compression de 1 bar et à une température de 200C), pression de l'air débouchant de la cavité de refoulement de 4 bars, puissance absorbée de

8500 kW et rendement polytropique de 86%. De plus, le com-

presseur centrifuge selon l'invention est caractérisé par une réduction de 25 à 30% de la quantité de métal, par une

diminution de la main d'oeuvre de 30 à 40%, par une concep-

tion simple et une haute précision des travaux d'assemblage en comparaison avec les conceptions connues des compresseurs

destinés aux mêmes objectifs.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la

lumière de la description explicative qui va suivre de dif-

férents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels:

- la figure 1 montre schématiquement un compres-

seur centrifuge selon l'invention, en coupe longitudinale; - la figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 représente une moitié inférieure du boîtier de l'étage intermédiaire, en coupe longitudinale, à échelle agrandie; - la figure 4 représente une moitié inférieure du boîtier du dernier étage de compression, en communication

avec la cavité de refoulement du compresseur, en coupe lon-

gitudinale, à échelle agrandie; - la figure 5 représente une partie du boîtier avec

un dispositif d'étanchéité, selon l'invention, en coupe lon-

gitudinale, à échelle agrandie; - la figure 6 est une vue faite suivant la flèche D de la figure 5; - la figure 7 représente une mortaise pratiquée dans la partie inférieure du boîtier avec une patte de la moitié inférieure du boîtier logée dans le corps, en coupe transversale, à échelle agrandie; - la figure 8 est une vue faite suivant la flèche

E de la figure 7, la partie supérieure du corps étant dé-

posée; - la figure 9 représente une partie du boîtier avec un dispositif d'étanchéité, selon l'invention, au cours de l'assemblage du compresseur, à échelle agrandie; et - la figure 10 représente d'une manière schématique

un mode de réalisation selon l'invention, en coupe longitu-

dinale. Le compresseur centrifuge réalisé selon l'invention

et destiné, par exemple,à assurer le soufflage dans un haut-

fourneau, comporte un corps 1 représenté à la figure 1 ayant un plan d'assemblage horizontal A-A montré à la figure 2, dans lequel sont logés trois étages de compression 2, 2 et 2a (figure l),dont le premier-étage 2 suivant la direction

du déplacement du fluide à comprimer estmis en communica-

tion avec une cavité d'aspiration du compresseur et dont le

dernier étage 2a est en liaison avec une cavité de refoule-

ment 4.

Chacun des étages 2 est disposé dans un boîtier 5, qui est relié au corps 1. La surface extérieure de la paroi de chaque bottier 5 forme, dans l'espace intérieur 6 du corps 1, des cavités annulaires 7 et la surface intérieure de la paroi du boîtier 5 délimite le canal d'écoulement 8 de l'étage de compression 2 qui est mis en communication

avec un canal d'écoulement 8 de l'étage de compression ulté-

rieur 2 suivant la direction du déplacement du fluide à com- primer. Le dernier étage de compression 2a est disposé dans boîtier 5a qui est raccordé au corps 1. La partie extérieure

de la paroi du boîtier 5a délimite, dans l'espace inté-

rieur 6 du corps 1, une cavité 7, et la surface intérieure de la paroi du boîtier 5a délimite un canal d'écoulement 8a qui est relié par une extrémité au canal d'écoulement 8 de l'étage de compression précédent 2 et par l'autre, à une cavité de refoulement. Le canal d'écoulement 8 de chaque étage de compression 2 et le canal d'écoulement 8a de l'étage

de compression 2a sont isolés de la cavité annulaire 7, com-

muniquant avec les autres cavités annulaires 7 le long de

la surface intérieure 9 des parties supérieure la et infé-

rieure lb du corps 1. L'espace intérieur 7 du corps 1 est lié à la cavité de refoulement 4 du compresseur. La cavité d'aspiration 3 du compresseur est mise en communication, par une tubulure d'aspiration- O10,avec une conduite (non représentée conventionnellement sur la figure) qui amène

l'air et la cavité de refoulement 4 est reliée à un appa-

reil consommateur. Un aubage directeur est monté dans la cavité d'aspiration 3 et est raccordé au corps 1; il est constitué d'aubes curvilignes 11, qui forment un courant symétrique à l'axe de l'air amené à une roue à aubes 12 du

premier étage de compression.

Le canal d'écoulement 8 de chaque étage de compres-

sion 2 est formé par une roue à aubes 12, un diffuseur à au-

bes 13 et un aubage directeur inverse 14, montés en succes-

sion suivant la direction de déplacement du courant d'air à

comprimer. Le canal d'écoulement 8a du dernier étage de com-

pression 2a est formé par une roue à aubes 12 et un diffu-

seur 13.

Chaque zone à aubes 12 est montée sur un arbre d'entraîne-

ment 15, entraîné en rotation par une turbine à vapeur de

12 MW (non représentée).

Le boîtier 5 de chaque étage de compression 2 a un plan d'assemblage B-B perpendiculaire à l'axe longitudinal du compresseur, montré à la figure 3, et un plan d'assemblage C-C, montré à la figure 2,qui coïncide avec le plan d'assem-

blage horizontal A-A du corps 1. Le plan d'assemblage verti-

cal B-B partage le bottier 5 en deux cavités dont l'une ren-

ferme les aubes 16 du diffuseur 13 et l'autre abrite les

aubes 17 de l'aubage directeur inverse 14. Le canal d'écou-

lement du diffuseur 13 est délimité par la paroi extérieure

18 du boîtier 5 et la paroi intérieure 19 du diffuseur 13.

Le canal d'écoulement de l'aubage directeur inverse 14 est délimité par la paroi extérieure 2 du boîtier et la paroi

intérieure 21 de l'aubage directeur inverse 14. Les aubes-

16 du diffuseur 13 sont fixées au moyen de boulons 22 et d'écrous 23sur la paroi 18 et la paroi 19. Les aubes 17 de

l'aubage directeur inverse 14 sont fixées à l'aide de bou-

lons 24 et d'écrous25 sur les parois 20 et 21. Le diffuseur 13 et l'aubage directeur inverse 14 sont liés l'un à l'autre

suivant le plan d'assemblage vertical B-B à l'aide de gou-

jons 26 et d'écrous 27 et forment une cavité supérieure 5b et une cavité inférieure 5c du bottier 5 qui sont associées l'une à l'autre par des goujons et des écrous, qui ne sont

pas représentés.

Le boîtier 5 du dernier étage de compression 2a

n'a qu'un plan d'assemblage horizontal C-C.

Pour isoler, de la cavité annulaire 7, chaque canal d'écoulement 8 de l'étage de compression intermédiaire

2 et le canal d'écoulement 8a du dernier étage de compres-

sion 2a, à l'exception du premier étage, est prévu un dispo-

sitif d'étanchéité 28, logé sur la face en bout 29 du boî-

tier 5 de l'étage de compression précédent 2, orientée vers

la face en bout du boîtier 5 de l'étage suivant de compres-

sion 2 dans la zone de communication des canaux d'écoule-

ment 8 de ces étages ou vers la face en bout du bottier 5a

du dernier étage de compression 2a.

La première cavité annulaire 7, montrée à la figure 1,est isolée de la cavité d'aspiration 3 du compresseur par un dispositif d'étanchéité 28, situé sur la surface en bout de la paroi du corps 1 délimitant la cavité d'aspiration 3 dans la zone de sa communication avec le canal d'écoule-

ment 8 du premier étage de compression 2.

La cavité de refoulement 4,montrée à la figure 4,du compresseur,est isolée de la cavité 31 derrière la roue à

aubes 12 du dernier étage de compression 2a par un disposi-

tif d'étanchéité 28a qui est disposé sur la surface en bout 32 d'une paroi l9a dudiffuseur 13 qui délimite la cavité de

refoulement 4.

Pour diminuer les efforts axiaux agissant sur le palier du butée (non représenté à la figure) du côté des roues à aubes 12, un piston de décharge 33 est monté sur l'arbre 15 du compresseur. Pour supprimer l'écoulement de l'air comprimé de la cavité 31 se trouvant derrière la roue à aubes 12 vers la cavité 34 derrière le piston 33, qui est en communication avec la cavité d'aspiration 3 (figure 1),

est prévu un joint-labyrinthe 35 dans la cage 36 est dispo-

sée concentriquement au piston 33 et est liée au corps 1.

Une bague d'arrêt 37 est prévue pour prévenir le déplace-

ment du piston 33 en direction axiale.

Le dispositif d'étanchéité 28 comporte une bague 38 (figure 5) qui est logée dans une gorge annulaire 39 pratiquée sur la face en bout 29 du boîtier 5 et un moyen de déplacement de la bague 38 suivant l'axe longitudinal

du compresseur, ayant par exemple la forme de ressorts 40.

Pour empêcher la bague 38 de tomber de la gorge annulaire 39, celle-ci est pourvue d'un épaulement 41, qui coopère avec des plaques 42 disposées régulièrement suivant la face

en bout 29 du boîtier 5 et logées dans des rainures 43 mon-

trées à la figure 6. Chaque plaque 42 est fixée au boîtier par des boulons 44. La bague 38 du dispositif d'étanchéité. 28 est pourvue de deux éléments d'étanchéité 45 et 46 dont l'un, 45, est logé dans une gorge 47 pratiquée sur la face en bout de la bague 38 orientée vers la face en bout de la paroi extérieure 18 du boîtier de l'étage de compression 2

suivant, comme on peut le voir à la figure 3. L'autre élé-

ment d'étanchéité 46, montré à la figure 5, est placé dans une gorge 48 qui est pratiquée sur la surface cylindrique de la bague 38 qui vient coopérer avec la paroi de la gorge annu-

laire 39.

Le dispositif d'étanchéité 28a montré à la figure 4

comporte une bague 38a qui est logée dans une gorge annu-

laire 39a, réalisée sur la surface en bout 32 de la paroi 19a et un dispositif pour le déplacement de la bague 38a, suivant l'axe longitudinal du compresseur, ayant la forme

d'un ressort 40a. La bague 38a présente un épaulement annu-

laire 41a coopérant avec des plaques de butée 42a qui sont fixées à la paroi 19a par des boulons,non représentés. La

bague 38a est munie d'éléments d'étanchéité 45a et 46a lo-

gés dans des gorges 47a et 48a,respectivement et coopérant avec la face en bout du corps 1 et avec la paroi de la gorge

annulaire 39a.

Pour assurer une haute précision du montage du boîtier 5 de la figure i de chaque étage de compression 2 suivant l'axe longitudinal du compresseur et pour supprimer

le gauchissement de chaque bottier 5 dans le plan d'assem-

blage horizontal C-C montré à la figure 2,aussi bien pendant l'assemblage que pendant le fonctionnement du compresseur, dans le corps 1 de ce compresseur est pratiquée, du côté

du plan d'assemblage horizontal A-A, dans sa partie infé-

rieure lb,d'une manière symétrique au plan vertical perpen-

diculaire à l'axe longitudinal, une rainure 49 montrée à la figure 7, s'ouvrant vers la partie supérieure de la moitié 5b du boîtier 5 de l'étage 2. Deux pattes 50 sont réalisées dans le plan d'assemblage horizontal C-C du boîtier 5, sur sa moitié inférieure 5c,et sont disposées d'une manière

symétrique par rapport à l'axe longitudinal du compresseur.

Chacune des pattes 50 est pourvue d'une rondelle d'appui 51 qui lui est raccordée au moyen de vis 52. Chacune des pattes

prévient le déplacement du boîtier 5 suivant l'axe longitu-

dinal du compresseur, chacune est disposée dans la zone la plus éloignée de l'axe longitudinal du boîtier 5 et chacune est logée dans la rainure 49 (figure 8) de façon que le plan

de la patte 50 (figure 2) orientée vers la partie supé-

rieure la du corps coincide aussi bien avec le plan d'assemblage horizontal C-C du boîtier 5 qu'avec le plan d'as-

semblage horizontal A-A du corps 1.

Une pièce intercalaire 53 est logée dans chaque rainure 49 de la figure 8, pour assurer l'autocentrage des joints d'étanchéité des roues à aubes 12 et de l'arbre 15 comme on peut le voir à la figure 1. Par l'une de ses parois, elle coopère avec la paroi en bout 54 de la rainure 49 et

son autre paroi 55, qui est opposée à la première, est pour-

vue d'un butoir 56 montré à la figure 7,qui fait saillie

par rapport à la paroi 55. Un jeu égal à la valeur admissi-

ble du déplacement du boîtier 5 dans une direction perpendi-

culaire à l'axe longitudinal du compresseur, est prévu entre la face en bout 57 de la patte 50 et la face en bout 58 du butoir 56. Ce dernier est fabriqué en acier austénitique, L'acier austénitique pour le butoir 56 est utilisé pour sa haute plasticité, ce qui assure l'autocentrage du boîtier grâce à l'écrasement des butoirs 56, d'une valeur égale essentiellement à la valeur de la dilatation thermique du

butoir 56 dans la direction perpendiculaire à l'axe longi-

tudinal du compresseur dans le plan d'assemblage horizontal

A-A de ce dernier.

Pour prévenir la fuite de l'air à comprimer sui-

vant l'axe longitudinal de l'arbre 15 montré à la figure 3, du canal d'écoulement 8 de l'étage de compression 2 suivant vers le canal d'écoulement 8 de l'étage de compression 2 précédent, des jointslabyrinthes 59 sont prévus, dont une cage 60 de chacun est munie de butoirs 61, est disposée sur la paroi intérieure 21 de l'aubage directeur inverse 14 et

emboîte une douille 62 rendue solidaire de l'arbre 15.

Pour prévenir les fuites de l'air à comprimer aux endroits de l'arbre 15, (voir la figure 1), depuis le corps 1, des joints-labyrinthes 63 et 64 sont prévus. Une cage 65 du joint-labyrinthe 63 est longée dans le corps 1 du côté de la cavité d'aspriation 3 et emboîte une douille 62a, qui est rendue solidaire de l'arbre 15a tandis que la cage 66 du joint-labyrinthe 64 est disposée du côté de la cavité de refoulement 4 et emboîte la douille 62a rigidement liée à

l'arbre 15.

Pour prévenir les fuites d'air comprimé de la ca-

vité 67 (figure 3), est prévu,derrière la roue à aubes 12 de chaque étage de compression 2, un joint-labyrinthe 69 dont

la cage 70 est munie de butoirs71, est disposée sur la pa-

roi extérieure 18 du diffuseur 13 et emboîte une collerette

72 de la roue à aubes-12.

Pendant le fonctionnement du compresseur, une pres-

sion identique, égale à la pression régnant dans la cavité de refoulement 4, est créée dans l'espace intérieure 6 (figure 1) du corps 1 dans les cavités annulaires 7. Cela

crée des efforts repartis régulièrement suivant la sur-

face du boîtier 5 de chaque étage de compression 2, les-

quels exercent une action étanchéifiante sur le plan d'assemblage vertical B-B (voir figure 3),tant dans la zone de raccordement des parois extérieures 18 et 20 que dans

la zone de la liaison de la paroi intérieure 19 du diffu-

seur 13 et de la paroi intérieure 21 de l'aubage directeur inverse 14. Les efforts, régulièrement repartis suivant la

surface du boîtier 5, exercent également une action étan-

chéifiante sur le plan d'assemblage horizontal C-C de ce boîtier (voir figure 2). Les efforts ci-dessus mentionnés

déchargent les boulons 22 de la figure 3 reliant les au-

bes 16 du diffuseur 13 à ses parois 18 et 19, les boulons 24 reliant les aubes 17 de l'aubage directeur inverse 14

à ses parois 20 et 21 et les goujons 26 reliant le diffu-

seur 13 et l'aubage directeur inverse 14 de chaque étage de compression 2. En outre, ces efforts diminuent l'influence

des charges dynamiques engendrées, par exemple,lors du pom-

page par les fluctuations de la pression du fluide dans les

cavités annulaires 7 du corps i et dans le courant se dépla-

çant dans le canal d'écoulement B sur les boulons 22, les boulons 24 et les goujons 26. Cela élève la résistance

à la fatigue de ces derniers et prévient leur détériora-

tions dûe à la fatigue.

L'absence de différence de pression agissant sur le boîtier 5 de chaque étage de compression 2 supprime-la formation de moments fléchissants dans la parois.18, 19, 20

et 21 et dans les boulons 22 et 24 ainsi que dans les gou-

jons 26. Cela permet de diminuer également l'épaisseur des parois 18, 19, 20 et 21 des bottiers et de décharger les éléments de fixation en comparaison avec des constructions

connues de compresseurs destinés aux mêmes fonctions.

Le processus de compression de l'air dans le canal d'écoulement 8 de chaque étage de compression 2 est suivi de l'augmentation de la température de l'air. En conséquence, les parois 18, 19, 20 et 21 du bottier 5 s'échauffent, entraînant une dilatation thermique à la suite de laquelle le jeu ""I (figures 2 et 7) entre le butoir 56 de la pièce intercalaire 53 et la face 57 de la pièce 50 diminue jusqu'à zéro. La face 57 de la patte 50 coopère avec la face en bout 58 du butoir 56. La dilatation ultérieure du boîtier 5 (figure 2) se produit dans la direction du jeu "6. Cette dilatation est suivie de l'autocentrage des joints-labyrinthes 59 et 69 de la figure 3 des roues à aubes 12 et de l'arbre

et le jeu entre les douilles 70 et 60 des joints-

labyrinthes 69 et 59 des roues à aubes 12 et de l'arbre 15

respectivement devient essentiellement annulaire.

Le compresseur réalisé selon l'invention est assem-

* blé suivant la séquence ci-dessous: Tout d'abord, on monte dans la partie inférieure

lb (figure 1) du corps 1, dans laquelle sont posées les ca-

ges 36, 65 et 66 du joint-labyrinthe 35 et des joints-

labyrinthes extrêmes 63 et 64,respectivement, la moitié inférieure 5c du boîtier 5 de chaque étage de compression 2 avec la demi-bague du dispositif d'étanchéité 28, disposée dans la gorge annulaire 39 sur la face en bout 29 du boitier et la moitié inférieure du boîtier 5a du dernier étage

de compression 2a avec la demi-bague du dispositif d'étan-

chéité 28a logée dans la gorge annulaire 39a comme on peut

le voir à la figure 4.

Dans ce cas, les pattes 50 de la moitié inférieure 5c du boîtier 5 et du boitier 5a sont disposées dans les rainures 49 de la partie inférieure lb du corps 1 de façon

que le plan des pattes 50 orienté vers la partie infé-

rieure la du corps 1 coincide avec le plan d'assemblage

horizontal A-A du corps 1 (figure 7).

Ensuite, on met l'arbre 15 en place, conjointement avec les douilles 62, 62a et 62a' qui sont liées rigidement aux dernières roues à aubes 12 des étages de compression 2 et 2a dans la partie inférieure lb du corps i o sont déjà

placées les moitiés inférieures 5c des boîtiers 5 et 5a.

Ensuite, on met les cages 70 sur les butoirs 71

sur la paroi 18 de la figure 3 de chaque étage de compres-

sion 2, sur la paroi 18a de la figure 4 du dernier étage de compression 2a et les cages 60 sur les butoirs 61 sur la

paroi 21 de la figure 3 de chaque étage de compression 2.

Ensuite, on mesure le jeu radial entre la cage 60 de la

figure 3 et la douille 62 dans le plan d'assemblage hori-

zontal C-C de la figure 2 de la moitié inférieure 5c du boîtier. Ceci fait, on assure le jeu entre la face en bout 57 de chaque patte 50 et laface en bout 58 du butoir 56, qui est essentiellement égal à la valeur du jeu radial

entre la cage 60 de la figure 3 et la douille 62.

Ensuite, on place les moitiés supérieures 5b des

boîtiers 5 et du boîtier 5a avec les demi-bagues des dis-

positifs d'étanchéité 28 et 28a logées dans les gorges 39 et 39a de ces boitiers,sur les moitiés inférieures 5c des boitiers 5 et du boitier 5a et on raccorde les moitiés 5c et 5b des boîtiers 5 et du boîtier 5a par des écrous (non représentés conventionnellement sur la figure) et ceci fait,

on pose la partie supérieure ia du corps sur la partie infé-

rieure lb et on relie rigidement ces dernières par les bou-

lons et les goujons qui ne sont pas représentés sur les dessins.

Le compresseur centrifuge à quatre étages de com-

pression réalisé selon la présente invention et qui,par exemple,est destiné à la compression de gaz nitreux dans des installations technologiques de production d'acide nitrique faible et représenté à la figure 10,est réalisé selon une conception analogue à celle du compresseur représenté à la

figure 1. Il diffère par le fait que la cavité de refoule-

ment 73 a la forme d'une volute et que le diffuseur 74 uti-

lisé dans le dernier étage de compression 2a est sans aube.

Dans ce compresseur, la cavité de refoulement 73 est mise en

communication par une conduite de gaz 75, disposée à l'ex-

térieur du corps 1,à travers un échangeur de chaleur 76, lié par une conduite de gaz 77 à un dispositif 78 de mesure du débit du gaz nitreux à comprimer et une conduite de gaz 79, qui est liée à un trou 80 pratiqué dans la paroi du corps 1,

à l'espace intérieure 6 du corps 1.

Le dispositif de mesure du débit 78 est électrique-

ment lié à un appareil 81 qui affiche le débit du gaz.

Ce compresseur centrifuge fonctionne d'une manière

analogue au cas décrit ci-dessus. Cependant, en cas d'appa-

rition de pompage du compresseur, conduisant à des fluctua-

tions dela pression dans la cavité de refoulement, ces der-

nières sont atténuées dans les conduites de gaz 75, 77 et 79. La présence du dispositif 78 de mesure du débit du gaz

comprimé au cours de l'utilisation du compresseur peut in-

former de l'état de sa partie d'écoulement. L'absence de fuite de gaz de la cavité 73 dans l'espacement intérieur 6 du corps témoigne de ce que l'assemblage des boîtiers 5 des

étages de compression 2 suivant le plan d'assemblage verti-

cal B-B (figure 3), l'assemblage des moitiés inférieure et supérieure 5b et 5c dans le plan d'assemblage horizontal

C-C (figure 8) des bottiers 5 et du boîtier 5a et les dis-

positifs d'étanchéité 28 (figure 5) et 28a (figure 4) assu-

rent l'étanchéité requise.

Une brusque augmentation des fuites de gaz affichée

par le dispositif 78 de la figure 10 témoigne du fonctionne-

ment anormal du compresseur et il est nécessaire de l'arrê-

ter pour l'élimination des causes de défauts.

Etant donné que la température du gaz nitreux dans la cavité de refoulement 73 est élevée et est, par exemple, de

350 C, on refroidit le gaz dans l'échangeur 76 pour suppri-

mer le chauffage supplémentaire du gaz comprimé dans les canaux d'écoulement 8 et 8a des étages de compression 2 et

2a. Ceci assure une stabilité des caractéristiques dynami-

ques des gaz du compresseur.

R E V EN D I C A T I O N S

1. Compresseur centrifuge du type à plan d'assem-

blage horizontal, dans le boîtier duquel sont montés des étages de compression dont le premier, en regardant dans le sens de déplacement d'un fluide à comprimer, est mis en communication avec une cavité d'aspiration du compresseur et dont le dernier est relié à une cavité de refoulement, chacun desdits étages étant logé dans un boitier lié au corps du compresseur, la surface extérieure de la paroi du

bpitier formant, dans un espace du corps, des cavités annu-

laires et la surface intérieure de la paroi du boîtier déli-

mitant le canal d'écoulement de l'étage précédent lié au ca-

nal d'écoulement de l'étage suivant dans la direction du déplacement du fluideà comprimer, caractérisé en ce que le canal d'écoulement (8, 8a) de chaque étage (2, 2a) est isolé de la cavité annulaire (7), mise en communication avec les

autres cavités annulaires (7) le long de la surface inté-

rieure (9) de la paroi du corps (1), dont l'espace extérieur

(6) est mis en communication avec la cavité (4) de refoule-

ment.

2. Compresseur selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que, pour isoler le canal d'écoulement (8, 8a) de chaque étage de compression (2, 2a) de la cavité

annulaire (7), sauf la première, est prévu un premier dis-

positif d'étanchéité (28),disposé sur la face en bout (29) de l'étage précédent (2), qui est opposée à la face en bout du boîtier (5 ou 5a) de l'étage suivant (2 ou 2a) dans la

zone de communication des canaux d'écoulement desdits éta-

ges et en ce que la première cavité annulaire (7) est iso-

lée de la cavité (3) d'aspiration du compresseur par un deuxième dispositif d'étanchéité (28) qui est disposé sur

une surface en bout (30) de la paroi du corps (1) qui déli-

mite la cavité (3) d'aspiration dans la zone de sa communi-

cation avec le canal d'écoulement (8) du premier étage de

compression (2).

3. Compresseur selon la revendication 2, carac-

térisé en ce que le dispositif d'étanchéité (28) comporte une bague (38) logée dans une gorge annulaire (39) pratiquée sur la surface en bout (29) du boîtier (5) et un moyen pour son déplacement le long de l'axe longitudinal du compres- seur.

4. Compresseur selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que la bague (38) est équipée d'éléments d'étan-

chéité (45 et 46), dont l'un (45) est logé dans une gorge

(47) réalisée sur la surface frontale orientée vers la sur-

face frontale de l'étage suivant (2 ou 2a) tandis que l'au-

tre (46) est placée dans la gorge (48),qui est pratiquée dans la surface cylindrique de la bague (38) coopérant avec la

paroi de la gorge annulaire (39) du boîtier (5).

5. Compresseur selon l'une quelconque des revendi-

cations précédentes,caractérisé en ce que dans le corps (1), du côté du plan d'assemblage horizontal (A-A), à la partie inférieure (lb),est pratiquée, d'une manière symétrique par rapport au plan vertical passant par l'axe longitudinal dudit corps (1), une rainure (49) ouverte vers le boîtier

(5 ou 5a) de l'étage de compression dans le plan d'assem-

blage horizontal (C-C) duquel est réalisée une patte (50)

prévenant le déplacement axial du boîtier (5 ou 5a), dispo-

sée dans la zone la plus éloignée de l'axe longitudinal du boîtier (5 ou 5a) et logée dans la rainure (49) de façon

que le plan de la patte (50) orienté vers la partie supé-

rieure (la) du corps (1) coincide avec le plan (C-C) d'assemblage du boîtier (5 ou 5a) et également avec le

plan d'assemblage (A-A) du corps (1).

6. Compresseur selon la revendication 5, caracté-

risé en ce que,dans la rainure (49),est disposée une pièce intercalaire (53) dont l'une des parois coopère avec la paroi frontale de la rainure (49) et dont l'autre paroi, en opposition par rapport à la première, est munie d'un butoir (56) faisant saillie au-delà de ladite paroi, en ce que la face extrême dudit butoir (56) est disposée, par rapport à

la face qui lui est opposée de la patte (50), avec un espace-

ment égal à la valeur du déplacement admissible du boîtier

(5 ou 5a) dans une direction perpendiculaire à l'axe longi-

tudinal du compresseur.

7. Compresseur selon la revendication 6, caracté-

risé en ce que le butoir (56) est en acier austénitique.

8. Compresseur selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que l'espace intérieur du corps (1) est mis en communication avec la cavité (4) par l'intermédiaire d'une

conduite de gaz disposée à l'extérieur du compresseur.

9. Compresseur selon la revendication 8, caracté-

risé en ce qu'un dispositif (78) est monté sur la conduite

de gaz pour mesurer le débit du fluide à comprimer.

10. Compresseur selon l'une quelconque des reven-

dications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'un échangeur de cha-

leur (76) est monté sur la conduite de gaz et est dispoé en amont du dispositif (78) effectuant la mesure du débit du fluide-à comprimer en regardant suivant la direction du

déplacement dudit fluide.