FR2810704A1 - Procede pour lubrifier et refroidir un palier lisse hydrodynamique et palier lisse pour la mise en oeuvre du procede - Google Patents

Abstract

Procédé pour lubrifier et refroidir un palier lisse hydrodynamique avec au moins une surface de glissement fixe, une zone de pression (20) et une zone de détente (22) disposées en amont de la surface de glissement, et reliées entre elles par un trajet de mélange (21). Dans une première étape, du lubrifiant chaud adhérant à l'arbre est partiellement évacué dans la zone de détente. Dans une deuxième étape, une partie du lubrifiant chaud restant adhérent à l'arbre est mélangée dans un trajet de mélange, à contre-courant, avec des parties de lubrifiant froid provenant de la chambre de pression et est refoulée dans la chambre de détente.Dans une troisième étape, du lubrifiant froid est introduit dans l'interstice de lubrification aval à travers la zone de pression.

Description

L'invention concerne un procédé pour lubrifier et refroidir un palier lisse hydrodynamique avec au moins une surface de glissement fixe, du lubrifiant frais étant amené sous pression à l'interstice de lubrification correspondant au niveau du début de celui-ci, et du lubrifiant usé étant évacué de cet interstice de lubrification au niveau de la fin de celui-ci En l'occurrence il s'agit d'un procédé pour lubrifier des paliers lisses à vitesses de glissement élevées, par exemple pour des turbines à gaz et à vapeur, des turbocompresseurs et les turbotransmissions qui y sont éventuellement associées. L'entrée et la sortie de lubrifiant pour des paliers lisses connus à surfaces de glissement fixes s'effectuent par l'intermédiaire de poches de lubrifiant communes situées entre les surfaces de glissement. Lors du fonctionnement, il se produit dans poches de lubrifiant un mélange du lubrifiant frais froid entrant et du lubrifiant usé chaud sortant de 'interstice de lubrification amont. Une partie du lubrifiant mélangé s'échappe latéralement de la poche de lubrifiant. D'une part, une fraction importante du lubrifiant mélangé évacué provoque donc de manière indésirable des pertes par barbotage et des consommations de lubrifiant élevées, d'autre part cette sortie fait en sorte que température d'entrée du lubrifiant dans l'interstice de lubrification aval reste basse et que la température admissible à la fin de l'interstice de lubrification ne soit pas dépassée. Ce procédé connu est représenté schématiquement sur les figures 1 et 2. Cet état est amélioré, dans les paliers à segments basculants, par la lubrification dirigée , dans laquelle des buses situées dans les poches de lubrifiant dirigent avec précision le courant de lubrifiant frais froid sur les bords d'entrée des surfaces de glissement basculantes suivantes. Les paliers à segments basculants sont utilisés aussi bien avec la lubrification dirigée que noyés. Avec cette lubrification, ces paliers présentent conjointement ou individuellement les inconvénients exposés ci-après Le fonctionnement d'un palier à segments basculants exige une mise en rouvre technique lourde pour une résistance de portée inférieure à celle fournie par des paliers lisses comparables à surfaces de glissement fixes. outre, il provoque une perte de puissance comparativement grande et engendre des besoins élevés en lubrifiant. Les paliers à surfaces de glissement fixes ne peuvent être utilisés qu'en s'accommodant de pertes puissance élevées et de besoins en lubrifiant importants. Leur stabilité à vitesses de rotation élevées est souvent insuffisante. L'invention concerne également un palier lisse pour la mise en aeuvre du procédé selon une ou plusieurs des revendications précédentes, qui est conçu sous la forme d'un palier à surfaces de glissement fixes, dans lequel un arbre cylindrique ou un disque de pression est monté en rotation et qui est équipé d'un dispositif pour amener du lubrifiant frais sous pression.

Pour supporter des arbres à vitesse de rotation élevée, différentes solutions sont connues, par exemple la conception à demi-décalage, la conception à double décalage, le palier hybride, le palier à jeu citron, le palier à surfaces multiples avec deux à cinq surfaces de glissement, et le palier à surfaces en coin sous forme de palier axial pour une ou deux directions de rotation.

Dans la conception à demi-décalage, la surface de glissement supérieure est déportée horizontalement de la valeur du décalage par rapport à la surface glissement inférieure, ce qui donne à l'arbre un contact selon deux lignes avec le palier. I1 s'agit en l'occurrence d'un décalage coaxial des deux surfaces de glissement l'une par rapport à l'autre ainsi que par rapport à l'axe de l'arbre, tandis que, dans la conception à double décalage, l'une des surfaces de glissement est déportée aussi bien horizontalement que verticalement par rapport à l'autre surface de glissement.

Dans les deux cas précités, c'est-à-dire dans la conception à demi-décalage et dans la conception à double décalage, il existe un décalage par rapport à l'arbre circulaire, habituellement au niveau de chacun des joints de séparation, et un talus de lubrifiant qui diminue dans la direction de rotation de l'arbre. Le palier hybride se distingue par fait qu'une surface de glissement fixe, par exemple inférieure, est combinée avec des surfaces de glissement basculantes situées au-dessus, tandis que le palier à jeu en citron correspond à une variante de paliers lisses à trois à cinq surfaces. L'invention a pour but de combler les lacunes précitées sur la base d'un palier lisse de conception structurelle simple avec au moins une surface de glissement fixe et de réduire considérablement les besoins en lubrifiant et en réfrigérant ainsi que la perte de puissance, tout en garantissant que, parallèlement à une résistance de portée comparativement élevée du palier, les vibrations soient en grande partie supprimées ou nulles. En termes de procédé, ce but est atteint en que - une zone de pression et une zone détente sont disposées en amont la surface de glissement, - la zone de pression et la zone de détente sont reliées entre elles par un trajet de mélange, - à travers la zone de pression, du lubrifiant frais est amené sous pression de manière contrôlee à l'interstice de lubrification faisant fonction de zone de glissement, de façon qu'un talus de lubrifiant suffisant se forme entre l'arbre et la surface de glissement, - dans une première étape, du lubrifiant chaud adhérant à l'arbre est partiellement évacué dans la zone de détente, - dans une deuxième étape, une partie du lubrifiant chaud restant adhérent à l'arbre est mélangée dans un trajet de mélange, à contre-courant, avec des parties de lubrifiant froid provenant de la chambre de pression et est refoulée dans la chambre de détente et - dans une troisième étape, du lubrifiant froid est introduit dans l'interstice de lubrification aval à travers la zone de pression.

De cette manière, on obtient un procédé du type indiqué en introduction, lequel atteint pleinement le but assigné à l'invention. À cela s'ajoutent une réduction de la perte de puissance pouvant atteindre environ 50 % ainsi qu'une réduction de quelques kelvins (K) de la température du palier.

De manière appropriée, le procédé peut être mise en oeuvre de façon que du lubrifiant frais soit refoulé vers la zone de détente à travers le trajet de mélange.

Selon une autre configuration de l'invention, il peut être prévu qu'un palier lisse configuré en palier radial fonctionne conformément au procédé selon la revendication 1.

Il est également possible d'utiliser un palier lisse configuré en palier axial conformément à ce procédé.

En outre, il est aussi possible d'utiliser un palier lisse radial configuré en palier à segments basculants avec une surface de glissement fixe et au moins deux surfaces de glissement basculantes.

De manière appropriée, le procédé peut être mise en oeuvre de façon que, une fois que le lubrifiant traversé l'interstice de lubrification entre le palier lisse fixe et l'arbre rotatif, le lubrifiant projeté par 'arbre et le lubrifiant introduit dans la zone de détente à travers le trajet de mélange soient aspirés. De plus, il est recommandé de mettre en ceuvre le procédé de façon que, une fois que le lubrifiant a traversé l'interstice de lubrification entre le palier lisse fixe et l'arbre rotatif, le lubrifiant projeté par l'arbre et le lubrifiant introduit dans la zone de détente à travers le trajet de mélange soient évacués par un courant gazeux. Selon une autre configuration de l'invention, le procédé peut être conçu de façon que la quantité de lubrifiant remplacé en amont des surfaces de glissement du palier lisse soit modulée dans le même sens que la charge imposée à l'arbre en direction de la surface de glissement correspondante par le déplacement de l'arbre dans le palier lisse, la combinaison de l'arbre avec un palier lisse selon l'invention conforme à une plusieurs des revendications suivantes 11 à 17 constituant un système à régulation automatique du point de vue remplacement du lubrifiant. De manière appropriée, le procédé est en oeuvre de façon que la pression dans la zone de pression et la pression dans la zone de détente soient mesurées chacune séparément et transmises à une unité de régulation séparée qui régule la pression du lubrifiant dans la zone de pression. De plus, il est recommandé de mettre en aeuvre le procédé de façon que la pression dans la zone de pression, la pression dans la zone de détente et la hauteur de l'interstice de lubrification soient mesurées chacune séparément et transmises à une unité de commande séparée ainsi qu'à une unité de dosage séparée qui influe sur la pression de la zone de pression correspondante.

En termes de dispositif, le but assigné à l'invention est atteint en ce que - le palier lisse est muni d'un dispositif pour évacuer le lubrifiant usé, - une chambre de pression et, à distance tangentielle de celle-ci, une chambre de détente sont prévues amont de la surface de glissement, et - la chambre de pression et la chambre de détente communiquent entre elles par l'intermédiaire d'un trajet de mélange.

Là encore, le but assigné à l'invention est ainsi pleinement atteint.

À cela s'ajoute que la conception structurelle du palier lisse selon l'invention permet d'adapter individuellement les différents paliers lisses, du point de vue de leurs dimensions, aux exigences des charges qui agissent sur eux et ainsi de diminuer considérablement la perte de puissance et la consommation de lubrifiant.

De manière appropriée, la chambre de pression est reliée par l'intermédiaire d'un perçage à une amenée de lubrifiant sous pression. De manière avantageuse, la chambre de détente peut être reliée à un réservoir sans pression. Dans une configuration avantageuse, le lubrifiant parvenant dans la chambre de détente peut en être évacué par une aspiration ou par un courant gazeux. Selon une autre configuration de l'invention, le palier lisse peut être conçu sous la forme d'un palier radial ou d'un palier axial.

De manière appropriée, le palier lisse radial peut être conçu sous la forme d'un palier lisse basculant avec une surface de glissement fixe et au moins deux segments basculants. En outre, il est recommandé de concevoir le dispositif de façon que les chambres de pression à l'intérieur des surfaces de palier soient étranglées de toutes parts et que les chambres de détente soient ouvertes sans étranglement vers un côté de la surface de palier. De plus, il peut être prévu de manière appropriée les chambres de pression soient pourvues d'un perçage par lequel elles sont reliées à un dispositif de production de pression. Conformément à l'invention, le processus connu à une seule étape de remplacement de lubrifiant dans les poches de lubrifiant situées entre les surfaces de glissement est remplacé par un processus à trois étapes très efficace et précisément modulable de remplacement de lubrifiant. Dans la première étape, le lubrifiant chaud adhérant à 1 arbre est partiellement projeté dans la chambre de détente Dans la deuxième étape, une partie du lubrifiant chaud restant adhérent à l'arbre est mélangée dans un trajet de mélange, à contre-courant, avec des parties de lubrifiant froid provenant de la chambre de pression et est refoulée dans la chambre de détente. Dans la troisième étape, du lubrifiant froid est introduit dans l'interstice de lubrification aval à travers la zone de pression. La conception structurelle du dispositif selon l'invention permet d'adapter individuellement les différents paliers lisses, du point de vue de leurs dimensions, aux exigences des charges qui agissent sur eux et ainsi de diminuer considérablement la perte de puissance et la consommation de lubrifiant. En présence de paliers lisses dont les vitesses de glissement sont supérieures à 50 m/s, cela engendre une très forte réduction de la perte de puissance des besoins en lubrifiant. Des essais ont montré que le remplacement du palier à demi-décalage de conception classique par un palier lisse conçu selon l'invention se traduisait par une réduction de la perte de puissance parfois supérieure à 50 % tout en abaissant la température du palier de quelques kelvins. Pour un emploi à une vitesse circonférentielle d'environ 90 m/s, la perte de puissance est ainsi passée de kW à 110 kW et les besoins en lubrifiant d'environ 380 1/min à environ 210 1/min pour un diamètre d'arbre d'environ 290 mm et une longueur de palier d'environ 290 mm. La mise en #uvre et la conception selon l'invention de chambres de détente, de trajets de mélange, de chambres de pression ainsi que de surfaces de glissement fixes et/ou basculantes garantissent l'amenée et l'évacuation de lubrifiant, nécessaires à l'effet optimal de lubrification et de refroidissement, ainsi que leur modulation et leur surveillance à travers le procédé. Dans le palier lisse conçu selon l'invention, l'amenée de lubrifiant est indépendante de l'évacuation de lubrifiant. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés sur les dessins. Ceux-ci montrent sur la figure 1, un schéma connu pour le remplacement du lubrifiant dans un palier lisse connu, la figure 2, une représentation de principe du schéma représenté sur la figure 1, la figure 3, un schéma pour la régulation de la mise en #uvre du procédé conçu selon 'invention, la figure 4, une coupe transversale d'un palier lisse selon l'invention avec deux surfaces de glissement en conception à demi-décalage, la figure 5, une coupe transversale d'un palier lisse selon l'invention avec deux surfaces de glissement en conception à demi-décalage, légèrement modifié par rapport à la figure 4, la figure 6, une représentation de principe pour la mise en #uvre du procédé conçu selon l'invention, laquelle représente aussi des détails de la figure 4, la figure 7, une projection développée la figure 4, vue du côté de la surface de glissement, la figure 8, une vue de côté d'un détail de la figure 9, la figure 9, une vue de dessus d'un palier lisse selon l'invention configuré en palier axial, la figure 10, la représentation de principe de la régulation automatique du remplacement de lubrifiant dans un palier radial selon l'invention avec deux surfaces de glissement, comparable à la figure 4, et la figure 11, une représentation de principe du mode de fonctionnement du palier lisse conçu selon l'invention, sur la base de la représentation selon la figure 10. Un arbre non représenté en détail tourne dans le sens de la flèche 2 par l'intermédiaire d'une poche de lubrifiant 1 représentée schématiquement sur la figure 1. À partir de la surface de glissement 3 qui est située en amont par rapport à la direction de rotation 2 et qui, avec l'arbre, agit comme étranglement 4, du lubrifiant usagé s'écoule dans le sens de la flèche 5 jusque dans la poche de lubrifiant 1 dans laquelle se produit le mélange de lubrifiant frais avec du lubrifiant usagé. À partir de la poche de lubrifiant 1, un mélange de lubrifiant usagé et de lubrifiant frais s'écoule dans le sens de la flèche 6 jusqu'à la surface de glissement 7 qui est située en aval par rapport à la direction de rotation et qui, avec l'arbre, agit comme étranglement 8. L'amenée de lubrifiant s'effectue sous pression dans le sens de la fleche 9 à travers un étranglement 10. À partir de la poche de lubrifiant 1, un mélange de lubrifiant frais et de lubrifiant usagé s'écoule dans le sens de la flèche 11 à travers un obturateur 12 jusque dans le réservoir non représenté en détail 13. La figure 2 montre pour l'essentiel la représentation graphique du schéma de la figure 1, à savoir vue de côté schématique du palier lisse. Du lubrifiant frais s'écoule dans le sens de la flèche 9 jusque dans poche de lubrifiant 1 à travers le perçage 14 faisant fonction d'étranglement 10. À partir du talus de lubrifiant 17 situé en amont par rapport à la direction de rotation, du lubrifiant usagé s'écoule dans le sens de la flèche 15 jusque dans la poche de lubrifiant 1, tandis qu'à partir de la poche de lubrifiant 1 un mélange de lubrifiant frais et de lubrifiant usagé s'écoule dans la direction de rotation, c'est-à-dire dans le sens de la flèche 2 et, respectivement, de la flèche 16, jusqu'au talus de lubrifiant aval 18. À travers l'orifice latéral de la poche de lubrifiant 1 faisant fonction d'obturateur 12, un mélange de lubrifiant frais et de lubrifiant usagé s'écoule dans le réservoir 13 non représenté en détail. Les talus de lubrifiant 17 et 18 situés sur les surfaces de glissement 3 et 7 sont délimités par l'arbre 19. Sur la figure 3, une chambre de pression 20 est reliée à une chambre de détente 22 par l'intermédiaire d'un trajet de mélange 21 qui, avec l'arbre non représenté en détail, fait fonction d'obturateur réglable. Dans la chambre de pression 20 débouche un moyen d'amenée, par l'intermédiaire duquel du lubrifiant frais est conduit dans la chambre de pression 20 dans le sens de la flèche 23 à travers un étranglement 24. À partir de la chambre de pression 20, le lubrifiant frais s'écoule dans le sens de la flèche 25 jusqu'à la surface de glissement 26 qui est située en aval par rapport à la direction de rotation et qui, avec l'arbre, fait fonction d'obturateur réglable 27. À partir de la surface de glissement amont 28 qui, avec l'arbre, fait fonction d'obturateur 29, du lubrifiant usagé s'écoule dans le sens de la flèche 30 jusque dans la chambre de détente 22. Le lubrifiant usagé pénétrant dans la chambre de détente 22 s'écoule, pour une partie, dans le réservoir dans le sens de la flèche 33 et, pour une autre partie dans le trajet de mélange 21 dans le sens de la flèche 35. À partir de la chambre de pression 20, la partie du lubrifiant qui est amenée dans la chambre de pression 20 par le moyen d'amenée 23 et qui ne rejoint pas talus de lubrifiant aval ou, respectivement, la surface lubrifiante aval 26 dans le sens de la flèche 25 s'écoule dans la direction opposée, à travers le trajet de mélange 21, dans le sens de la flèche 36. Dans le trajet de mélange 21 se mélangent le lubrifiant frais s'écoulant dans sens de la flèche 36 et le lubrifiant usagé s'écoulant dans le sens de la flèche 35, le mélange de lubrifiants obtenu sur le trajet de mélange 21 à partir de lubrifiant frais et de lubrifiant usagé s'écoulant partiellement jusque dans le réservoir 34 dans le sens de la flèche 37. La figure 4 montre un palier lisse avec deux surfaces de glissement à conception décalée, une première surface de glissement 38 étant déportée de là valeur du décalage 40 dans le sens du trajet 41-41 par rapport à une seconde surface de glissement 39. Dans la première surface de glissement 38 est prévue une chambre de pression 42 qui, par l'intermédiaire d'un perçage 43 débouchant à l'extérieur communique avec une amenée de lubrifiant non représentée en détail. En amont de la chambre de pression 42 se trouvent le trajet de mélange 44 et la chambre de détente 45. La configuration de la seconde surface de glissement 39 est la même que celle de la première surface de glissement 38 décrite ci-dessus. Là aussi, une chambre de pression 46 est pourvue d'un perçage 47 conduisant à l'extérieur, d'une chambre de détente 48 et d'un trajet de mélange 49. Un arbre 50 est monté mobile en rotation dans palier. Du fait de la conception à demi-décalage du palier, il est prévu, entre la surface 51 de l'arbre 50 et la première surface de glissement 38 du palier, une zone annulaire à courbure cylindrique qui se rétrécit depuis chambre de pression 42 de la première surface de glissement 38 jusque dans la chambre de détente 48 de la seconde surface de glissement 39 en passant d'une plus grande valeur à une plus petite valeur. I1 en va de même pour la zone 52 comprise entre la surface 51 de l'arbre 50 la seconde surface de glissement 39. La direction de rotation de l'arbre 50 est indiquée par la flèche 53. Le palier représenté sur la figure 5 comporte deux surfaces de glissement 38, 39 en conception décalée, ce palier se différenciant pour l'essentiel de celui représenté sur la figure 4 en ce que, dans la première surface de glissement 38, un perçage 54 qui conduit de l'extérieur vers l'intérieur et dans lequel est prévue une soupape anti-retour 55 conduit dans une chambre de pression 56. La configuration est identique dans la seconde surface de glissement 39. Là aussi, un perçage 57 conduit de l'extérieur vers l'intérieur à une chambre 59 travers une soupape anti-retour 58. Les perçages 54 et 57 qui servent de conduites d'amenée, sont prévus pour marche arrière de l'arbre 50 en cas d'anomalie. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté la figure 5, il est prévu dans la première surface de glissement 38 comme dans la seconde surface de glissement 39 une chambre de pression supplémentaire 56 et, respectivement, 59, lesquelles peuvent être alimentées en lubrifiant frais au moyen des perçages 54, 57. Dans cas, il peut être judicieux de ne faire converger l'interstice de lubrification que jusqu'à une partie de surface de glissement et de le faire diverger ensuite pour garantir de meilleures conditions de roulement dans le sens de rotation opposé, dans ce cas dans le sens antihoraire. Pour garantir un flux de lubrifiant dirigé dans les conditions normales, il est prévu une soupape anti-retour 55, 58 dans les perçages 54, 57. Comme le montre la figure 6, lors de la rotation de l'arbre 50 dans le sens de la flèche 53, du lubrifiant frais est admis sous pression, à travers le perçage 43 faisant fonction d'étranglement 24, dans la chambre de pression 42 à partir de laquelle le lubrifiant frais pénètre, dans le sens de la flèche 61, dans l'interstice en talus 62 au niveau de la transition 60 et y forme le talus de lubrifiant correspondant 62. Une autre partie du lubrifiant frais est admise, dans le sens de la flèche 64, par l'intermédiaire de la transition 63, dans le trajet de mélange 65, d'où le lubrifiant frais s'écoule dans le sens de la flèche 67 en direction de la chambre de détente 45. Dans le trajet de mélange 65, le lubrifiant frais provenant de la chambre de pression 42 se mélange avec le lubrifiant usagé qui provient du talus de lubrifiant amont 68 et qui est amené, dans le sens de la flèche 35, le trajet de mélange 65 par adhérence à l'arbre. Une partie du lubrifiant mélangé pénètre, dans le sens la flèche 67, dans la chambre de détente 45. En outre, du lubrifiant utilisé provenant de l'interstice 70 pénètre, au niveau de la transition 69, dans le sens de la flèche 65, dans la chambre de détente 45, laquelle est reliée sans pression au réservoir. Il est ainsi garanti que dans l'interstice en talus 62 pénètre principalement du lubrifiant frais à la température souhaitée, et que le lubrifiant usé passe en proportion souhaitée de l'interstice de lubrification 68 à la chambre de détente 45 et, de là, est conduit au réservoir sans pression. En tout état de cause, il est ainsi exclu que du lubrifiant usé chaud parvienne en quantité excessive dans l'interstice en talus 62 et provoque ainsi dans cette zone une élévation indésirable de la température. Le contour en surface 71 de la première surface de glissement 38 est généralement différent du contour en surface 72 du trajet de mélange 65. Cependant, ils peuvent aussi être identiques ou, respectivement, représenter des rayons.

Sur la figure 7 est représentée la projection développée de la surface intérieure du palier lisse radial selon l'invention avec des surfaces de glissement de largeurs différentes. L'une des surfaces de glissement, 73, présente la largeur a et l'autre surface de glissement 74 la largeur b. La surface de glissement 73 comporte un trajet de mélange 75, une chambre de pression 76 et un moyen d'amenée 77 vers la chambre de pression . Entre les deux extrémités 78, 79 de la chambre de pression 76 et les deux côtés 80, 81 de la surface de glissement 73 sont respectées les distances c. La surface de glissement 74 comporte un trajet mélange 82, une chambre de pression 83 et un moyen d'amenée 84 à la chambre de pression 83. Entre les deux extrémités 85, 86 de la chambre de pression 83 et les deux côtés 87, 88 de la surface de glissement 74 sont respectées les distances d. Vue dans la direction de déplacement e de l'arbre, la projection développée du palier se compose d' chambre de détente 89, du trajet de mélange 82, d'une chambre de pression 83, d'une surface de glissement 74, la chambre de détente 91, du trajet de mélange 75, de la chambre de pression 76 et de la surface de glissement 73. Vient ensuite à nouveau la chambre de détente 89. Les surfaces de la coquille de palier et de l'arbre en contact avec le lubrifiant ainsi que la quantité de lubrifiant nécessaire sont ainsi considérablement diminuées, de sorte que les pertes par friction sont réduites de manière spectaculaire. La figure 9 montre une partie d'une vue de dessus d'un palier axial à surfaces en coin pour une direction de rotation f. Par souci de clarté, le disque de pression correspondant 110 n'est pas représenté. La figure 8 montre une coupe transversale de la figure 9 dans sens des flèches IX et IX. L'agencement de la figure 8 est donc prévu pour qu'à une surface de glissement 128, constituée d'une surface en coin 1281 et d'une surface d'arrêt<B>1282,</B> succedent, dans la direction de rotation f, une chambre de détente 105, un trajet de mélange 135 et une chambre de pression 102. Sur la figure 9, cet agencement se répète aussi souvent qu'il y a de surfaces de glissement. Comme le montre la figure 8, lors de la rotation du disque de pression 110 dans le sens de la flèche 113, du lubrifiant frais est admis sous pression, à travers le perçage 103 faisant fonction d'obturateur, dans la chambre de pression 102, d'où le lubrifiant frais est introduit, dans le sens de la flèche 121, dans l'interstice en talus 122 et y forme le talus de lubrifiant correspondant. Un autre partie du lubrifiant frais est admise, dans le sens de la flèche 124, dans le trajet de mélange d'où le lubrifiant frais s'écoule, dans le sens de la flèche 124, en direction de la chambre de détente 105. Le lubrifiant frais provenant de la chambre de pression 102 se mélange alors, sur le trajet de mélange 135, avec le lubrifiant usagé qui provient de la surface de glissement amont 128 et qui est admis sur le trajet de mélange 135, dans le sens de la flèche 131, par adhérence au disque de pression 110. Une partie du lubrifiant mélangé pénètre, dans le sens de la flèche 124, dans la chambre de détente 105.

En outre, du lubrifiant usé passe, dans le sens de la flèche 125, de l'interstice en talus 130 à la chambre de détente 105, laquelle est reliée sans pression au réservoir. I1 est ainsi garanti que dans l'interstice en talus 122 pénètre principalement du lubrifiant frais la température souhaitée, et que le lubrifiant usé passe en proportion souhaitée de l'interstice en talus 130 à la chambre de détente 105 et, de là, est conduit au réservoir sans pression. En tout état de cause, il est ainsi exclu que du lubrifiant usé chaud parvienne en quantité excessive dans l'interstice en talus 122 et provoque ainsi dans cette zone une élévation indésirable la température. Sur la figure 10, les conditions représentées la figure 6 sont reproduites deux fois, dans la mesure où le palier représenté sur la figure 10 est un palier radial à deux surfaces, une surface de glissement inférieure une chambre de pression inférieure, un trajet de mélange inférieur et une chambre de détente inférieure ainsi qu'une surface de glissement supérieure, une chambre de pression supérieure, un trajet de mélange supérieur une chambre de détente supérieure étant prévus, entre lesquels l'arbre est monté en rotation et, en présence d'une force F, peut être dévié vers le bas dans la même direction. Les deux chambres de pression communiquent chacune par un perçage d'étranglement X et Y avec un moyen d'alimentation en lubrifiant qui fournit une pression de lubrifiant de pl et, respectivement, p2. Par conséquent, si, comme le montre la figure 10, une force F est exercée par en haut sur l'arbre 50, dont le sens de rotation est symbolisé par la flèche z, en direction de la surface de glissement G1, ledit axe se déplace vers le bas dans le sens de la force F, ce qui a pour effet de réduire l'épaisseur du talus de lubrifiant inférieur et du trajet de mélange M1. Cela signifie que, bien que la pression en amont de la conduite d'amenée soit constante, la pression dans la chambre de pression D1 et sur le trajet de mélange M1 augmente, ce qui produit un brassage intensif du lubrifiant frais et du lubrifiant usagé et une évacuation du lubrifiant mélangé vers la chambre de détente E1 de la manière souhaitée. Dans la zone supérieure du palier, les conditions sont inversées. Le talus de lubrifiant de la surface de glissement G2 soulagée et le trajet de mélange M2 correspondant sont élargis, de sorte que la résistance à l'écoulement du trajet de mélange M2 et de l'interstice de lubrification correspondant diminue. La pression dans la chambre de pression correspondante D2 diminue donc, ce qui réduit le décollement de lubrifiant chaud dans le trajet de mélange correspondant M2. L'élévation de la température de l'interstice au niveau de la surface de glissement non chargée G2 en raison du décollement réduit du lubrifiant usagé est souhaitée car, d'une part, elle sans danger au regard des températures admissibles dans l'interstice et, d'autre part, elle diminue la perte de puissance. La figure 11 est la représentation fonctionnelle de la figure 10. Si une force F est exercée direction de l'une des surfaces de glissement, G1, 'arbre 50 est principalement dévié dans le sens de la force F. L'interstice de lubrifiant de la surface de glissement sollicitée G1 et le trajet de mélange correspondant M1 diminuent en termes de section transversale, et la résistance à l'écoulement du trajet de melange M1 et de l'interstice de lubrification S1 augmente. De ce fait, la pression dans la chambre de pression correspondante D1 s'élève elle aussi, ce qui augmente la quantité de lubrifiant fournie pour la surface de glissement sollicitée G1 et le décollement du lubrifiant chaud le trajet de mélange correspondant M1.

L'interstice de lubrification de la surface de glissement G2 soulagée et le trajet de mélange correspondant M2 augmentent en termes de section transversale, la résistance à l'écoulement du trajet de mélange M2 de l'interstice de lubrification S2 baisse. De ce fait la pression dans la chambre de pression correspondante D2 baisse, ce qui diminue la quantité de lubrifiant fournie pour la surface de glissement G2 soulagée et en particulier le décollement du lubrifiant chaud le trajet de mélange correspondant M2. L'élévation de la température de l'interstice sur la surface de glissement G2 non chargée en raison de la réduction du décollement est souhaitée car, d'une part, elle est non critique et, d'autre part, elle diminue la perte de puissance.

Claims (17)

<B><U>REVENDICATIONS</U></B>

1. Procédé pour lubrifier et refroidir un palier lisse hydrodynamique avec au moins une surface de glissement fixe, - une zone de pression et une zone détente étant disposées en amont de la surface de glissement, - à travers la zone de pression, du lubrifiant frais froid étant amené sous pression de manière contrôlée à l'interstice de lubrification faisant fonction de zone de glissement, de façon 'un talus de lubrifiant suffisant se forme entre l'arbre et la surface de glissement, - à la fin de la surface de glissement, du lubrifiant chaud usagé étant évacué de 1 interstice de lubrification vers la zone de détente - du lubrifiant chaud adhérant à l'arbre étant évacué partiellement vers la zone de détente, et - du lubrifiant froid frais étant introduit sous pression, à travers la zone de pression, dans l'interstice de lubrification aval, caractérisé en ce que - la zone de pression et la zone de détente communiquent entre elles par l'intermédiaire d'un trajet de mélange et - - une partie du lubrifiant chaud restant adhérent à l'arbre est mélangée dans le trajet de mélange, à contre-courant, avec des parties de lubrifiant froid provenant de la zone de pression est refoulée dans la zone de détente.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que du lubrifiant frais froid est refoulé à travers le trajet de mélange jusque dans la zone détente.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone de détente est au moins partiellement remplie de gaz.

4. Procédé selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que, une fois que le lubrifiant a traversé l'interstice de lubrification entre le palier lisse fixe et l'arbre rotatif, le lubrifiant projeté par l'arbre et le lubrifiant introduit dans la zone de détente à travers le trajet de mélange sont aspirés.

5. Procédé selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que, une fois que le lubrifiant a traversé l'interstice de lubrification entre le palier lisse fixe et l'arbre rotatif, le lubrifiant projeté par l'arbre et lubrifiant introduit dans la zone de détente à travers le trajet de mélange sont évacués par un courant gazeux.

6. Procédé selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que quantité de lubrifiant remplacé en amont des surfaces de glissement du palier lisse est modulée dans le même sens que la charge imposée à l'arbre direction de la surface de glissement correspondante par le déplacement de l'arbre dans le palier lisse, la combinaison de l'arbre avec un palier lisse selon l'invention conforme à une ou plusieurs des revendications suivantes 11 à 16 constituant un système à régulation automatique du point de vue du remplacement du lubrifiant.

7. Procédé selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression dans la zone de pression et la pression dans la zone de détente sont mesurées chacune séparément et transmises à une unité de régulation séparée qui régule la pression du lubrifiant dans la zone de pression.

8. Procédé selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression dans la zone de pression, la pression dans la zone de détente et la hauteur de l'interstice de lubrification sont mesurées chacune séparément et transmises à une unité de commande séparée ainsi qu'à une unité de dosage séparée qui influe sur la pression de la zone de pression correspondante.

9. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le palier lisse est utilisé comme palier radial.

10. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le palier lisse est utilisé comme palier axial.

11. Procédé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le palier lisse est utilise comme palier lisse radial basculant avec une surface de glissement fixe et avec au moins deux segments basculants.

12. Palier lisse pour la mise en oeuvre du procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 11, dans lequel - le palier lisse est conçu sous la forme d'un palier à surfaces de glissement fixes, - un arbre cylindrique ou un disque de pression sont montés en rotation dans le palier lisse, - le palier lisse est équipé d'un dispositif pour amener du lubrifiant frais sous pression - le palier lisse est muni d'un dispositif pour évacuer du lubrifiant usé, et - une chambre de pression est prévue en amont de la surface de glissement et une chambre de détente est prévue en amont de la chambre de pression par rapport à la direction de rotation de l'arbre, caractérisé en ce que - la chambre de pression et la chambre de détente communiquent entre elles par l'intermediaire d'un trajet de mélange, et - la chambre de pression communique à travers un perçage avec un moyen d'amenée de lubrifiant sous pression.

13. Palier lisse selon la revendication 12, caractérisé en ce que les chambres de pression à l'intérieur des surfaces de palier sont étranglées de toutes parts, et les chambres de détente sont ouvertes sans étranglement vers un côté ou vers les deux côtés de la surface de palier.

14. Palier lisse selon la revendication ou 13, caractérisé en ce que la chambre de détente communique avec le réservoir sans pression.

15. Palier lisse selon une ou plusieurs des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le palier lisse est configuré en palier radial

16. Palier lisse selon une ou plusieurs des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le palier lisse est configuré en palier axial.

17. Palier lisse selon ou plusieurs des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le palier lisse est configure en palier lisse basculant avec une surface de glissement fixe et au moins deux segments basculants.