FR2910089A1 - Ensemble de pivoterie hydrodynamique et machine hydraulique equipee d'un tel ensemble. - Google Patents

Abstract

Cet ensemble de pivoterie hydrodynamique pour machine hydraulique, comporte au moins un patin (10, 10', 10'') dont une surface (103) sensiblement plane définit, en coopération avec une surface correspondante (113) d'une partie tournante (11) de la pivoterie, une partie d'un palier d'huile (14), le patin (10) étant supporté par rapport à une structure fixe (12) au moyen d'une articulation pivotante (13). Cet ensemble comprend en outre des moyens hydrauliques (15, 16) de commande du pivotement (F2) du patin (10), dans deux sens opposés autour d' un axe (Y10) de l' articulation, et des moyens (17, 21) d'alimentation des moyer.s hydrauliques en huile, en fonction du sens (Fi) de déplacement de la partie tournante (11) par rapport au patin (10).

Description

1 L'invention a trait à un ensemble de pivoterie hydrodynamique pour une

machine hydraulique. L'invention a également trait à une machine hydraulique, notamment une turbine-pompe, une turbine ou une pompe, équipée d'un tel ensemble de pivoterie. Dans le domaine des machines hydrauliques, il est connu de supporter une machine, telle qu'une turbine ou une turbine-pompe, au moyen d'un palier ou butée à graissage hydrodynamique. Pour les turbines et turbines-pompes de dimensions et de poids importants, les solutions classiques telles que les roulements à billes ou à rouleaux ne peuvent pas convenir compte tenu des paramètres de charge et de vitesse de ces machines. Il est donc connu d'utiliser des ensembles de pivoteries hydrodynamiques dans lesquels des patins sont disposés autour de l'axe de rotation de la machine et définissent, avec une surface circulaire solidaire en rotation d'une partie tournante de la machine, un palier fonctionnant sur film d'huile.

Si les deux surfaces entre lesquelles est formé le palier d'huile sont parallèles, la pression en entrée et en sortie du palier est sensiblement la même, par exemple égale à la pression atmosphérique. Dans ce cas, le palier ne peut pas supporter une charge axiale importante.

Pour résoudre ce problème, il est connu d'utiliser ces patins basculants, ce qui permet la création de coins d'huile dans la mesure où la surface supérieure d'un patin et la surface en regard de la partie tournante converge l'une vers l'autre dans le sens de rotation de la partie tournante. De tels patins basculants permettent de créer une portance hydrodynamique capable de supporter de fortes charges. Dans le cas d'une turbine qui tourne toujours dans le même sens, on peut obtenir un coin d'huile en décalant ou 2910089 2 excentrant un point d'articulation d'un patin sur une structure fixe par rapport à la résultante des forces de pression hydrodynamique sur la surface supérieure de ce patin, parfois dénommé colline de pression 5 hydrodynamique . Dans ce cas, la position du patin se modifie automatiquement, de telle façon que, à tout moment, la résultante de la colline de pression est égale et opposée à la charge appliquée. Pour que ce système soit efficace, le point d'appui du patin sur la structure fixe 10 porteuse doit être disposé en aval du centre géométrique de la surface supérieure du patin. Cette excentration doit toutefois être limitée, ne serait-ce que pour tenir du compte du fonctionnement pendant les phases transitoires de démarrage et d'arrêt de la turbine, phases pendant 15 lesquelles la pivoterie peut être considérée comme hydrostatique . En outre, l'industrialisation des machines hydrauliques tend à réduire la taille des ensembles de pivoteries, ce qui induit une augmentation de la pression spécifique appliquée aux patins, ce qui gêne 20 l'inclinaison du patin. Par ailleurs, pour une machine tournant dans les deux sens de rotation, notamment une turbine-pompe, une telle excentration ne peut pas être réalisée dans les deux sens de rotation de la turbine.

25 Il en résulte qu'il est difficile d'obtenir un effet de coin d'huile avec une machine hydraulique tournant dans les deux sens, de sorte que le fonctionnement hydrodynamique d'une telle machine est dégradé par rapport aux machines tournant dans un seul sens. Il en résulte des 30 températures d'huile plus élevées, une épaisseur de film plus fine et une puissance dissipée plus importante. Ce fonctionnement dégradé peut induire des problèmes de fluage ou d'usure prématurée de la surface supérieure des patins.

2910089 3 C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un nouvel ensemble de pivoterie hydrodynamique qui permet à la fois de tenir compte des spécificités des machines 5 hydrauliques tournant dans deux sens de rotation et d'optimiser le fonctionnement des machines tournant dans un seul sens. A cet effet, l'invention concerne un ensemble de pivoterie hydrodynamique pour machine hydraulique, cet 10 ensemble comportant au moins un patin dont une surface sensiblement plane définit, en coopération avec une surface correspondante d'une partie tournante de la pivoterie, une partie d'un palier d'huile, le patin étant supporté par rapport à une structure fixe au moyen d'une articulation 15 pivotante, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens hydrauliques de commande du pivotement du patin autour d'un axe de l'articulation. Grâce à l'invention, les moyens hydrauliques permettent de corriger la position du patin par rapport à 20 la structure fixe, en fonction du sens de rotation de la machine hydraulique ou pour tenir compte d'une pression spécifique importante. Ainsi, on peut adapter la position du patin pour former, de façon particulièrement simple, un coin d'huile efficace.

25 Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel ensemble de pivoterie peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toutes combinaisons techniquement admissibles : Les moyens hydrauliques commandent le 30 pivotement du patin dans deux sens opposés et il est prévu des moyens d'alimentation de ces moyens hydrauliques en huile, en fonction du sens de déplacement de la partie tournante par rapport au patin. Cet aspect de l'invention concerne plus particulièrement les machines hydrauliques à 2910089 4 deux sens de rotation et permet de tenir compte du sens de rotation de la machine, alors que le patin est articulé dans sa zone médiane sur la structure fixe. - En variante, les moyens hydrauliques commandent 5 le pivotement du patin dans un seul sens. - Les moyens hydrauliques comprennent au moins un vérin, intercalé entre le patin et la structure fixe. - Les moyens hydrauliques comprennent un organe déformable qui définit un volume gonflable intercalé entre 10 le patin et la structure fixe. - Les moyens d'alimentation comprennent au moins un conduit reliant au moins un volume interne des moyens hydrauliques à une prise de pression ménagée dans la surface sensiblement plane du patin. Ceci permet d'adapter 15 automatiquement le pivotement du patin en fonction de la répartition de la pression d'huile dans le palier. - Selon certains modes de réalisation avantageux de l'invention, un premier organe hydraulique à simple effet est intercalé entre une partie avant du patin et la 20 structure fixe, alors qu'un second organe hydraulique à simple effet est intercalé entre une partie arrière du patin et la structure fixe, le premier organe hydraulique étant alimenté en huile sous pression à partir d'une prise de pression ménagée dans une portion avant de la surface 25 sensiblement plane, alors que le second organe hydraulique est alimenté en huile sous pression à partir d'une prise sous pression ménagée dans une portion arrière de cette surface. Au sens de l'invention, le mot "avant" concerne une partie ou portion du patin qui est rencontrée par un 30 point fixé sur la partie tournante avant une partie ou portion qualifiée de "arrière". -Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, un organe hydraulique à simple effet est intercalé entre une partie arrière du patin et la structure 2910089 5 fixe, alors que cet organe hydraulique est alimenté en huile sous pression à partir d'une prise de pression ménagée dans une portion arrière de la surface sensiblement plane du patin. 5 -Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, un vérin à double effet est intercalé entre le patin et la structure fixe, au niveau d'une première partie du patin, parmi une partie avant et une partie arrière, alors que deux chambres de volume variable du 10 vérin situées de part et d'autre de son piston sont alimentées en huile sous pression, respectivement à partir d'une première prise de pression ménagée dans une portion avant de la surface sensiblement plane et à partir d'une deuxième prise de pression ménagée dans une portion arrière 15 de cette surface. Dans ce cas, la prise de pression ménagée dans la portion, avant ou arrière, de la surface sensiblement plane la plus proche du vérin est reliée à la chambre de ce vérin dont une augmentation de volume correspond à une expansion du vérin. 20 - Selon un autre mode de réalisation de l'invention, un premier vérin à double effet est intercalé entre une partie avant du patin et la structure fixe, alors qu'un second vérin à double effet est intercalé entre une partie arrière du patin et la structure fixe, les deux 25 chambres de volume variables de chaque vérin situées de part et d'autre de son piston étant alimenté en huile sous-pression respectivement à partir de prises de pression ménagée dans des portions avant et arrière de la surface sensiblement plane du patin. Dans ce cas, on peut prévoir 30 qu'une première chambre du premier vérin dont l'augmentation de volume correspond à une expansion du premier vérin, est alimentée à partir d'une première prise de pression qui alimente également une deuxième chambre du second vérin, dont l'augmentation de volume correspond à 2910089 6 une contraction du second vérin, alors qu'une deuxième chambre du premier vérin et une première chambre du deuxième vérin, respectivement opposées à la première chambre du premier vérin et à la deuxième chambre du 5 deuxième vérin, sont alimentées à partir de la deuxième prise de pression. - Un clapet taré est installé entre la ou chaque chambre du ou de chaque vérin ou organe hydraulique et la prise de pression alimentant cette chambre. Ce clapet est 10 avantageusement taré de telle sorte qu'il est fermé lorsqu'il est soumis à la pression de l'huile régnant sur la portion avant de la surface sensiblement plane et qu'il est ouvert lorsqu'il est soumis à la pression de l'huile régnant sur la portion arrière de cette surface.

15 Les moyens d'alimentation en huile comprennent une source d'huile sous pression externe par rapport au patin et des moyens de raccordement sélectif, en fonction du sens de rotation de la partie tournant par rapport au patin, de cette source et d'au moins un volume interne des 20 moyens hydrauliques. - Les moyens d'alimentation comprennent une source d'huile sous pression externe par rapport au patin ainsi que des moyens de raccordement de cette source et d'un volume interne des moyens hydrauliques. 25 - Le ou chaque volume interne des moyens hydrauliques alimenté en huile sous pression est relié à un bac de collecte d'huile, à travers un diaphragme réglable. Lorsque sont prévus plusieurs patins, dont les surfaces sensiblement planes forment ensemble un palier de 30 circulation d'huile, les volumes internes analogues des moyens hydrauliques associés aux différents patins sont avantageusement reliés au bac de collecte à travers un même diaphragme réglable.

2910089 7 L'invention concerne également une machine hydraulique, notamment une turbine-pompe, équipée d'un ensemble de pivoterie tel que mentionné ci-dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 5 de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de dix modes de réalisation d'un ensemble de pivoterie et d'une machine hydraulique conformes à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans 10 lesquels : la figure 1 est une représentation schématique de principe d'une installation hydraulique comprenant un ensemble de pivoterie et une machine conformes à l'invention ; 15 - la figure 2 est une vue simplifiée à plus grande échelle du détail II à la figure 1 ; - la figure 3 est une représentation schématique de côté, dans le sens de la flèche III à la figure 2, d'un patin appartenant à un ensemble de pivoterie conforme à 20 l'invention utilisé dans une configuration où la machine hydraulique tourne dans un premier sens ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 représentant le cas où la machine tourne dans l'autre sens ; 25 -la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 pour un ensemble de pivoterie conforme à un second mode de réalisation ; - la figure 6 es= une vue analogue à la figure 3 pour un ensemble de pivoterie conforme à un troisième mode 30 de réalisation de l'invention ; - la figure 7 est une vue analogue à la figure 3 pour un ensemble de pivoterie conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention ; 2910089 8 - la figure 8 est une vue analogue à la figure 3 pour un ensemble de pivoterie conforme à un cinquième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 9 est une vue analogue à la figure 3 5 pour un ensemble de pivoterie conforme à un sixième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 10 est une section selon la ligne X-X à la figure 9 ; - la figure 11 est une vue analogue à la figure 3 10 pour un ensemble de pivoterie conforme à un septième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 12 est. une vue analogue à la figure 3 pour un ensemble de pivoterie conforme à un huitième mode de réalisation de l'invention ; 15 - la figure 13 est une vue analogue à la figure 3 pour un ensemble de pivoterie conforme à un neuvième mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 14 est une vue analogue à la figure 3 pour un ensemble de pivoterie conforme à un dixième mode de 20 réalisation de l'invention. L'installation I représentée schématiquement à la figure 1 comprend une turbine-pompe 1 dont l'arbre central vertical 2 est relié à un moto-générateur 3 capable d'entraîner la turbine pompe 1 lorsque celle-ci est 25 utilisée en pompe ou de générer du courant électrique lorsqu'il est entraîné par la turbine-pompe. Lorsque la turbine-pompe 1 est utilisée en turbine, elle est alimentée à partir d'une bâche 4 disposée radialement autour de l'axe central X1 de la turbine-pompe 1 et à partir de laquelle 30 s'écoule de l'eau à travers les aubes d'une roue 5 de type Francis, en direction d'un collecteur 6. Le collecteur est raccordé à un déversoir non représenté. Plusieurs patins 10 sont disposés en cercle autour de l'axe X1 et sont destinés à supporter une couronne 11 2910089 9 solidaire de l'arbre 2, c'est-à-dire susceptible de mouvements de rotation dans deux sens opposés autour de l'axe XI, alors que les patins ne tournent pas et sont supportés par une structure 12 fixe par rapport à la 5 maçonnerie de l'installation I. En pratique, le nombre de patins 10 est généralement compris entre 6 et 20, voire plus pour les très grosses pivoteries, et la structure 12 est formée par un anneau métallique relié aux parties fixes de la turbine-pompe.

10 Les patins 10 et la couronne 11 appartiennent à un ensemble de pivoterie hydrodynamique qui supporte les parties tournantes de la turbine-pompe, notamment la roue d. La couronne 11 peut être considérée, vue d'un des 15 patins 10, comme de longueur infinie et se déplaçant dans le sens de la flèche F1 à la figure 3. Le patin 10 est supporté par rapport à la structure 12 au moyen d'une rotule 13, ce qui lui permet de pivoter, dans le sens des flèches F2 et F3 sur les figures 3 et 4, autour d'un axe Ylo 20 radial par rapport à l'axe XI et horizontal. La rotule 13 est positionnée de telle sorte que l'axe Ylo est équidistant des côtés avant et arrière, 101 et 102, que rencontre successivement la couronne 11 dans son déplacement selon la flèche F1. En d'autres termes, le patin 25 10 est articulé sur la structure 12 au niveau de sa partie médiane. Lorsque la couronne 11 tourne dans un sens donné, le côté avant 101 du patin est le côté qui est dépassé par un point fixé sur la couronne 11 avant le reste du patin 10, 30 alors que le côté arrière 102 est dépassé après les autres parties du patin 10 par le même point de la couronne 11. La notion de côté avant ou arrière dépend donc du sens de rotation de la couronne 11.

2910089 10 En pratique, une succession de patins 10 est juxtaposée, comme représenté en traits mixtes et uniquement à la figure 3 avec un patin 10' et 10", de façon à soutenir la couronne 11 sur toute sa circonférence.

5 La surface supérieure 103 du patin 10, c'est-à-dire sa surface opposée à la structure 12 forme, avec la surface inférieure 113 de la couronne 11, un palier 14 à film d'huile avec une pression suffisante pour maintenir écartées l'une de l'autre les surfaces 103 et 113, de façon 10 à permettre le mouvement relatif de la couronne 111 par rapport aux patins 10 et équivalents. Compte tenu du mouvement relatif entre les parties 10 et 11, la pression hydrodynamique à l'intérieur du palier 14 est distribuée de façon dissymétrique par rapport à un 15 plan P10 médian entre :Les côtés 101 et 102. Plus précisément, dans la configuration de la figure 3, la pression hydrodynamique dans le palier 14 est plus élevée entre le plan P10 et le côté 102 qu'entre le côté 101 et le plan P10. A la figure 3, la courbe en traits mixtes Creprésente les valeurs de la pression hydrodynamique dans le palier 14, en fonction de la position sur la surface 103, entre les côtes 101 et 102. Cette distribution de pression dissymétrique par rapport au plan P10 est utilisée pour faire pivoter le patin 25 10 autour de l'axe Y10r de façon à former un coin d'huile permettant au film d'huile présent dans le palier 14 de résister au poids des parties tournantes de la turbine-pompe 1. Pour ce faire, le palier 10 est équipé de deux vérins 30 à simple effet 15 et 16 disposés entre le patin 10 et la structure 12, respectivement à proximité des côtés 101 et 102. Le vérin 15 comprend un corps 151 et un piston 152 relié par une tige 153 à une portion 104 du patin 10 voisine du côté 101 et d'une surface 105 opposée à la 2910089 11 surface 103. On note 154 une chambre intérieure au ccrps 151 dont la pression permet de commander le déplacement du piston 152, alors que la chambre opposée 155 du corps 151 est remplie d'air à la pression atmosphérique, à travers un 5 évent 156. De la même façon, le vérin 16 comprend un corps 161 dans lequel coulisse un piston 162 relié par une tige 163 à une portion 106 du patin 10 voisine à la fois du côté 102 et de la surface 105. On note 164 et 165 les deux chambres 10 du piston 16, la chambre 165 étant reliée à l'extérieur par un évent 166. On note 103A la portion avant de la surface 103, c'est-à-dire la partie de cette surface comprise entre le côté 101 et le plan P10. On note 103B la portion arrière de 15 la surface 103, c'est-à-dire la partie de cette surface comprise entre le plan Pu et le côté 102. La chambre 154 est reliée par un conduit 17 à une prise de pression 171 ménagée dans la portion 103A de la surface 103. Un clapet taré 172 est disposé dans le conduit 20 17, entre la prise de pression 171 et la chambre 154. Une ligne de purge 18 relie la chambre 154 à un bac 19 de récupération d'huile. Un diaphragme réglable 181 est disposé sur la ligne 18 et définit une fuite permanente entre la chambre 154 et le bac 19.

25 Un conduit 21 relie la chambre 164 à une prise de pression 211 ménagée dans la portion 103B. Un clapet taré 212 est disposé dans le conduit 21. Une ligne de purge 22 relie, à travers un diaphragme réglable 221 qui définit une fuite permanente, la chambre 30 164 à un bac 23 de récupération d'huile. Les conduits 17 et 21 sont représentés partiellement à l'extérieur du patin 10 sur les figures 3 et 4. En pratique, ces conduits peuvent avoir à la fois des portions internes au patin et des portions externes au patin.

2910089 12 Les clapets 172 et 212 sont des clapets anti-retour en ce sens qu'ils permettent uniquement l'écoulement d'huile depuis les prises de pression 171 et 211 vers les chambres 154 et 164. En outre, ces clapets sont tarés de 5 telle sorte qu'ils sont fermés lorsqu'ils sont soumis à une différence de pression inférieure à une valeur pré-déterminée. Cette valeur pré-déterminée est choisie de telle sorte que le clapet 172 demeure fermé dans la configuration de la figure 3, alors que le clapet 212 est 10 ouvert, compte tenu du fait que, au niveau de la portion 103B, la pression d'huile dans le palier 14 est supérieure à celle régnant au niveau de la portion 103A. Ainsi, dans la configuration de la figure 3, une partie de l'huile présente dans le palier 14 s'écoule à 15 travers le conduit 21 jusqu'à l'intérieur de la chambre 164, ce qui a pour effet de déplacer le piston 163 en l'éloignant de la structure 12. Ceci repousse la portion 106 du patin 10 vers le haut à la figure 3, ce qui a pour effet de faire basculer le patin dans le sens de la flèche 20 F2 autour de l'axe Ylo et de rendre non parallèles les surfaces 103 et 113 en formant un coin d'huile favorable à un bon supportage de la couronne 11. On peut considérer que le mode de fonctionnement de la figure 3 correspond au cas où la turbine pompe 1 est 25 utilisée en turbine. Dans le cas où cette turbine-pompe est utilisée en pompe, c'est-à-dire dans le cas où la couronne 11 se déplace dans le sens de la flèche F3 à la figure 4, la pression d'huile à l'intérieur du palier 14 a une 30 répartition inversée par rapport au cas de la figure 3, comme représentée par la courbe C2, de telle sorte que le clapet 212 est fermé, alors que le clapet 172 est ouvert, ce qui a pour effet d'alimenter la chambre 154 en huile provenant du palier 14.

2910089 13 L'alimentation de la chambre 154 en huile a pour effet de soulever la portion 104 en l'éloignant de la structure 12, ce qui fait basculer le patin 10 dans le sens de la flèche F4 autour de l'axe Y10.

5 Ainsi, grâce à l'invention, le sens de basculement d'un patin 10 autour de son axe de pivotement Ylc médian est automatiquement adapté au sens de rotation de la courcnne 11, de telle sorte qu'un coin d'huile est automatiquement formé, ce qui favorise le supportage de cette couronne et 10 des parties de la turbine-pompe 1 avec lesquelles elle tourne autour de l'axe Xl. De façon avantageuse et selon un aspect de l'invention applicable à tous les modes de réalisation décrits, un unique diaphragme réglable 181 peut être 15 utilisé pour relier au bac 19 les chambres 154 et équivalentes des vérins 15 situés d'un même côté de tous les patins 10, 10', 10", ... de l'ensemble de pivoterie, alors qu'un même diaphragme réglable 221 est utilisé pour relier au bac 23 les chambres 164 et équivalentes pour tous 20 les vérins situés du même côté des patins 10 et équivalents de l'ensemble de pivoterie. Le fait que les diaphragmes 181 et 221 définissent des fuites permanentes permet d'assurer un bon positionnement des patins 10 et équivalent Y compris 25 pendant les régimes transitoires. Dans les deuxième à dixième modes de réalisation de l'invention représentés aux figures 5 à 14, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent des références identiques. Dans ce qui suit, on décrit pour 30 l'essentiel ce qui diffère entre le premier mode de réalisation et les suivants. Le deuxième mode de réalisation diffère du premier en ce qu'un seul vérin 15 à double effet est utilisé. La tige 153 de ce vérin est reliée au moyen d'une articulation 2910089 14 pivotante 157 à une portion 106 du patin 10 définie proximité d'un côté 102 qui est le côté arrière du patin 10 dans la configuration de la figure 5. La première chambre 154 du vérin 15, qui est définie 5 entre son piston 152 et la structure 12, est alimentée par un conduit 17 qui débouche, au niveau d'une prise de pression 171, dans la portion arrière 103B de la surface plane 103 du piston 3. Le conduit 17 est équipé d'un clapet anti-retour taré 172.

10 La deuxième chambre 155 du vérin 15, opposée à la structure 12, est alimentée par un conduit 21 qui débouche, au niveau d'une prise de pression 211, dans la portion avant 103A de la surface 103 et qui est équipé d'un clapet anti-retour taré 212.

15 Les chambre 154 et 155 sont reliées à un bac 19 de collecte d'huile au moyen de lignes de purge, respectivement 18 et 22, équipées chacune d'un diaphragme, 181 respectivement 221, établissant une fuite permanente. Dans ce mode de réalisation, la répartition de la 20 pression hydrodynamique est telle que représentée par la courbe C1 lorsque la couronne tourne dans le sens de la flèche F. Cette pression est plus importante dans la partie arrière de la surface 103, c'est-à-dire au niveau de sa portion 103B, qu'au niveau de sa portion 103B. Les clapets 25 172 et 212 sont réglés de telle sorte qu'ils sont ouverts lorsque ils sont soumis à une pression telle que celle représentée à la figure 5 sur la gauche du plan P10 médian entre les côtés avant et arrière 101 et 102 du patin 10, alors qu'ils sont fermés lorsqu'ils sont soumis à une 30 pression ayant une valeur telle que celle représentée sur la droite du plan P10 sur cette figure. Dans ces conditions, dans la configuration de la figure 5, seule la chambre 154 est alimentée en huile sous pression, ce qui a pour effet de repousser le piston 152 en 2910089 15 l'éloignant de la structure 12. Ceci est possible du fait que l'huile présente dans la chambre 155 peut s'écouler en direction du bac 19 à travers le diaphragme 221. La portion 106 du patin 10 est ainsi soulevée, ce qui fait pivoter le 5 patin 10 autour de l'axe Ylo défini comme précédemment, ceci dans le sens de la flèche F2 à la figure 5. Si la couronne 11 tourne en sens inverse, la courbe de pression hydrodynamique est symétrique par rapport au plan Plo par rapport à celle représentée à la figure 5, ce 10 qui permet que le clapet 212 s'ouvre alors que le clapet 172 reste fermé. Dans ce cas, le piston 152 se déplace en direction de la structure 12 et le patin 10 pivote autour de l'axe Y10 dans le sens inverse de la flèche F2 à la figure 5.

15 Dans le mode de réalisation de la figue 6, on utilise une source extérieure d'huile sous pression pour commander les déplacements du piston 152 d'un vérin à double effet 15. Plus précisément, les deux chambres 154 et 155 du vérin 15 sont reliées par deux conduits, 17 respectivement 21, à 20 une vanne deux voies 24 commandée en fonction du sens de déplacement de la couronne 11 par rapport au palier 10. Lorsque la couronne 11 se déplace dans le sens de la flèche F1r la vanne 24 est dans la configuration représentée à la figure 6 où elle met en communication la sortie d'un 25 accumulateur 25 d'huile sous pression avec le conduit 17, d'une part, et un bac 19 de récupération d'huile avec le conduit 21, d'autre part. L'accumulateur 25 est alimenté en huile sous pression à partir de deux pompes 26 et 27, ces pompes puisant de l'huile dans le bac 19 et étant chacune 30 associées à un clapet de surpression 28 respectivement 29. Les éléments 26 à 29 appartiennent soit au système d'injection d'huile du palier 14, soit à un système spécifique dédié à l'alimentation de l'accumulateur 25.

2910089 16 Les chambres 154 et 155 sont raccordées au bac 19 par des lignes de purges 18 et 22 équipées chacune d'un diaphragme 181 ou 221. Ainsi, dans la configuration représentée à la figure 5 6, le piston 152 est déplacé en s'éloignant de la structure 12, ce piston étant relié, par sa tige 153 et une articulation pivotante 157, à une portion 106 du patin 1C, ce qui a pour effet de faire pivoter le patin 10 autour de l'axe Y10 dans le sens de la flèche F2 à la figure 6.

10 Lorsque la couronne 11 se déplace dans le sens inverse de la flèche F1r la vanne 24 est déplacée par une unité de commande non représentée vers sa seconde position où elle relie la sortie de l'accumulateur 25 au conduit 21 et le bac 19 au conduit 17, ce qui a pour effet de déplacer 15 le piston 152 vers la structure 2 et de faire pivoter le patin 10 dans le sens inverse de la flèche F2. Dans le mode de réalisation de la figure 7, on utilise deux vérins à double effet 15 respectivement 16 disposés de façon similaire à celle décrite pour le premier 20 mode de réalisation. Toutefois, les deux chambres 155 et 165 de ces vérins les plus éloignées de la structure 12 sont respectivement reliées, par une branche 213 ou 173, aux conduits 21 et 17 qui alimente lachambre opposée, 164 respectivement 154, de l'autre piston. L'effet de 25 basculement du piston 10 dans le sens de la flèche F2 ou en sens inverse, selon que la couronne se déplace clans le sers de la flèche F1 ou en sens inverse, est ainsi amplifié. Dans le mode de réalisation de la figure 8, deux vérins 15 et 16 à simple effet sont intégrés au patin 10 et 30 leurs corps respectifs sont constitués par la partie inférieure du patin. Leur chambre active, 154 respectivement 164, est définie dans un renfoncement ménage dans le patin 10, renfoncement dans lequel est engagé le 2910089 17 piston 152 ou 162 du vérin correspondant dont la tige 153 ou 163 porte contre la structure fixe 12. Pour le reste, ce mode de réalisation est comparable au premier mode de réalisation et deux conduits 17 5 respectivement 21 sont utilisés pour alimenter les chambres 154 et 164, à travers des clapets anti-retours tarés 172 et 212, à partir de deux prises de pression 171 et 211 ménagées respectivement dans une portion avant 103A et dans une portion arrière 103E de la surface supérieure 103 du 10 patin 10, si l'on considère que la couronne 11 tourne dans le sens de la flèche F1 à la figure 8. Le patin bascule alors dans le sens de la flèche F2. Dans le mode de réalisation des figures 9 et 10, les vérins sont remplacés par deux dispositifs 15' et 16' qui 15 comprennent chacun un organe déformable 158, respectivement 168, en forme de boucle aplatie et encastré de façon étanche à la fois dans la surface 105 du piston 10 et dans la structure 12. Une chambre 154 et 164 de ces dispositifs 15' et 16' est définie par le volume intérieur des joints 20 158 et 168. Ces chambres sont sélectivement alimentées par des conduits 17 et 21 analogues à ceux des modes de réalisation précédents. Ces chambres sont reliées à des bacs 19 et 23 de récupération d'huile par des lignes de purge 18 et 22 équipées de diaphragmes 181 et 221 25 établissant chacun une fuite permanente. Comme représenté à la figure 9, si la couronne 11 se déplace dans le sens de la flèche F1r seule la chambre 164, qui est fermée, est alimentée en huile sous pression, ce qui a pour effet d'augmenter son volume grâce à une 30 expansion de l'organe 168 et de faire basculer le patin 10 autour de son axe de pivctement Ylo dans le sens de la flèche F2. Les organes 158 et 168 sont élastiques selon une direction verticale à la figure 9 et doivent résister à une 2910089 18 contrainte de cisaillement horizontale sur cette figure, cette contrainte résultant de la pression d'huile dans la chambre 164. Les organes 158 et 168 peuvent être réalisés en 5 matériau composite ou bi-matière, avec une partie médiane ayant des caractéristiques mécaniques proches de celles de l'acier et deux extrémités, en élastomère ou équivalent, reçues dans des gorges du patin 10 et de la structure 12. Les chambres 154 et 164 forment ainsi des volumes 10 gonflables que l'on fait varier pour orienter le patin 10 autour de l'axe médian Ylo. Dans ce mode de réalisation, l'amplitude du mouvement de pivotement du patin 10 est sensiblement inférieure à 1 mm, par exemple de l'ordre de 0,2 mm pour un patin dont la 15 largeur, c'est-à-dire la distance entre ses côtés 101 et 102, est de l'ordre de 500 mm. Ceci est suffisant pour créer un coin d'huile. Ce mode de réalisation présente l'avantage que l'effort de basculement du patin 10 est exercé sur une aire 20 importante définie par les joints 158 et 168. Dans ce mode de réalisation, on peut assimiler les dispositifs 15' et 16' à des vérins intégrés à la structure 12, le patin 10 jouant le rôle d'un piston. Comme représenté aux figures 11 à 14, l'invention 25 peut également être mise en œuvre avec une turbine ou une pompe tournant dans un seul sens. Comme représenté à 1.a figure 11, un vérin à simple effet 16 peut être intercalé entre la portion arrière 106 du patin 10 et la structure 12. La chambre 164 de ce vérin 30 16 est alimentée, par un conduit 21 équipé d'un clapet anti-retour 212, à partir d'une prise de pression 211 située dans la portion arrière 103B de la surface plane 103 du patin 10. Cette chambre 164 est reliée, par une ligne de purge 22 équipée d'un diaphragme 221, à un bac 23 de 2910089 19 récupération d'huile. L'autre chambre 165 du vérin 16 est en communication avec l'atmosphère ambiante à travers un évent 166. Ainsi, en fonction de la répartition des pressions d'huile dans le palier 14, le patin 10 peut être 5 plus ou moins pivoté autour de l'axe Y10r dans le sens de la flèche F2. Dans le huitième mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 12, on fait application, dans le cas d'une machine tournant dans un seul sens, d'une approche 10 voisine de celle mentionnée en référence à la figure 6 pour une turbine-pompe. Un accumulateur 25 est alimenté en huile sous pression au moyen de deux pompes 26 et 27 associées à des clapets de surpression 28 et 29. Un conduit d'alimentation 21 relie l'accumulateur 25 à une chambre 164 15 d'un vérin à simple effet 16. La chambre 164 est reliée par une ligne de purge 22 équipée d'un diaphragme 221 à un bac 19 de collecte d'huile. L'autre chambre 165 du vérin 16 qui est séparée de la chambre 165 par son piston 162 est à l'échappement à travers un évent 166.

20 Dans le mode de réalisation de la figure 13, on utilise un seul vérin 16, du type de ceux utilisés dans le mode de réalisation de la figure 8. Ce vérin 16 est intégré au patin 10 qui forme le corps de ce vérin. Une chambre 164 de ce vérin est alimentée par un conduit 21 équipé d'un 25 clapet anti-retour 212 et: débouchant, au niveau de la portion arrière 103B de la surface 103, par une prise de pression 211. La chambre 164 est reliée à un bac 23 de récupération d'huile par une ligne 22 équipée d'un diaphragme calibré 221.

30 Dans le mode de réalisation de la figure 14, on utilise un seul dispositif 16' du type de ceux représentés aux figures 9 et 10. Ce dispositif 16' comprend un organe flexible 168 définissant une chambre 164 de volume variable qui est alimentée par un conduit 21 analogue à celui 2910089 20 mentionné en référence au sixième mode de réalisation de l'invention. Un conduit de purge 22 équipé d'un diaphragme calibré 221 est prévu. Dans les modes de réalisation des figures 13 et 14, 5 la prise de pression 211 du conduit 21 est située dans la portion arrière 103B de la surface 103, alors que le piston 16 ou le dispositif 16' est situé entre la partie arrière 106 du patin et la structure 12. Dans les différents modes de réalisation représentés, 10 les bacs de récupération 19 et 23 peuvent être constitués par la cuve de la pivoterie dans laquelle est puisée l'huile pour les paliers 14. Les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation mentionnées peuvent être combinées dans le 15 cadre de la présente invention.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Ensemble de pivoterie hydrodynamique pour machine hydraulique (1), cet ensemble comportant au moins un patin (10, 10', 10") dont une surface sensiblement plane (103) définit, en (113) d'une partie d'un par rapport articulation comprend des commande du coopération avec une surface correspondante partie tournante (11) de la pivoterie, une palier d'huile (14), le patin étant supporté à une structure fixe (12) au moyen d'une pivotante (13), caractérisé en ce qu'il moyens hydrauliques (15, 16 ; 15', 16') de pivotement (F2, F3) du patin autour d'un axe (Ylo) de l'articulation.

2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens hydrauliques (15, 16 ; 15', 16') commandent le pivotement (F2, F3) du patin dans deux sens opposés et en ce que l'ensemble comprend des moyens (17, 21 ; 24, 25) d'alimentation des moyens hydrauliques en huile, en fonction du sens de déplacement (F1, F2) de la partie tournante par rapport au patin.

3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens hydrauliques (16, 16') commandent le pivotement (F2) du patin dans un seul sens.

4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens hydrauliques comprennent au moins un vérin (15, 16 ; 15', 16'), intercalé entre le patin (10) et la structure fixe (12).

5. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens hydrauliques (15', 16') comprennent un organe déformable (158, 168) définissant un volume gonflable (154, 164) intercalé entre le patin et a structure fixe. 2910089 22

6. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comprennent au moins un conduit (17, 21) reliant au moins un volume interne (154, 155, 164, 165) des 5 moyens hydrauliques (15, 16 ; 15', 16') à une prise de pression (171, 221) ménagée dans la surface sensiblement plane (103) du patin (10).

7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un premier organe hydraulique à simple effet (15 ; 10 15') est intercalé entre une partie avant (104) du patin (10) et la structure fixe (12), alors qu'un second organe hydraulique à simple effet (16 ; 16') est intercalé entre une partie arrière (106) du patin et la structure fixe, et en ce que le premier organe hydraulique (15 ; 15') est 15 alimenté en huile sous pression à partir d'une prise de pression (171) ménagée dans une portion avant (103A) de la surface sensiblement plane (103), alors que le second organe hydraulique (16 ; 16') est alimenté en huile sous pression à partir d'une prise de pression (221) ménagée 20 dans une portion arrière (103B) de la surface.

8. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un organe hydraulique à simple effet (16 ; 16') est intercalé entre une partie arrière (106) du patin (10) et la structure fixe (12) et en ce que l'organe hydraulique 25 est alimenté en huile sous pression à partir d'une prise de pression (211) ménagée dans une portion arrière (103B) de la surface sensiblement plane.

9. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un vérin à double effet (15) est intercalé entre le 30 patin (10) et la structure fixe (12), au niveau d'une première partie (106) du patin, parmi une partie avant et une partie arrière, et en ce que deux chambres (154, 155) de volume variable du vérin situées de part et d'autre de son piston (152) sont alimentées en huile sous pression, 2910089 23 respectivement à partir d'une première prise de pression (21) ménagée dans une portion avant (103A) de la surface sensiblement plane (103) et à partir d'une deuxième prise de pression (171) ménagée dans une portion arrière (103B) 5 de cette surface.

10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que la prise de pression (171) ménagée sur la portion (103B), avant ou arrière, de la surface sensiblement plane (103) la plus proche du vérin (15) est reliée à la chambre 10 (154) du vérin dont une augmentation de volume correspond à une expansion du vérin.

11. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un premier vérin à double effet (15) est intercalé entre une partie avant (104) du patin et la structure fixe 15 (12), alors qu'un second vérin à double effet (16) est intercalé entre une partie arrière (106) du patin et la structure fixe, et en ce que les deux chambres (154, 155, 164, 165) de volume variable de chaque vérin situées de part et d'autre de son piston (152, 162) sont alimentées en 20 huile sous pression respectivement à partir de prises de pression (171, 211) ménagées dans des portions avant (103A) et arrière (103B) de la surface sensiblement plane (103) du patin (10).

12. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé 25 en ce qu'une première chambre (154) du premier vérin (15), dont l'augmentation du volume correspond à une expansion du premier vérin, est alimentée à partir d'une première prise de pression (171) qui alimente également une deuxième chambre (165) du second vérin (16), dont l'augmentation de 30 volume correspond à une contraction du second vérin, alors qu'une deuxième chambre (155) du premier vérin et une première chambre (164) du deuxième vérin, respectivement opposées à la première chambre du premier vérin et à la 2910089 24 deuxième du deuxième vérin, sont alimentées à partir de la deuxième prise de pression (211).

13. Ensemble selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce qu'un clapet taré (172, 212) est installé 5 entre la ou chaque chambre (154, 155, 164, 165) du ou de chaque vérin (15, 16) ou organe hydraulique (15', 16') et la prise de pression (171, 211) alimentant cette chambre.

14. Ensemble selon la revendication 13, caractérisé en ce que chaque clapet (172, 212) est taré de telle sorte 10 qu'il est fermé lorsqu'il est soumis à la pression d'huile régnant sur la portion avant (103A) de la surface sensiblement plane (103) et qu'il est ouvert lorsqu'il est soumis à la pression d'huile régnant sur la portion arrière (103B) de la surface. 15

15. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comprennent une source (25) d'huile sous pression externe par rapport au patin (10) et des moyens (24) de raccordement sélectif, en fonction du sens de rotation (F1r F2) de la partie 20 tournante (11) par rapport au patin (10), de cette source et d'au moins un volume interne (154, 155) des moyens hydrauliques (15, 16 ; 15', 16').

16. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comprennent 25 une source (25) d'huile sous pression externe par rapport au patin ainsi que des moyens (24) de raccordement de cette source et d'un volume interne (164) des moyens hydrauliques (16 ; 16').

17. Ensemble selon l'une des revendications 30 précédente, caractérisé en ce que le ou chaque volume interne (154, 155, 164, 165) des moyens hydrauliques (15, 16 ; 15', 16') alimenté en huile sous pression est relié à un bac (19, 23) de collecte d'huile à travers un diaphragme réglable (181, 221). 2910089 25

18. Ensemble selon 1.a revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs patins (10, 10', 10") dont les surfaces sensiblement planes (103) forment ensemble un palier (14) de circulation d'huile, les volumes internes 5 (154, 155, 164, 165) analogues des moyens hydrauliques associés aux différents patins étant reliés au bac (19, 23) de collecte d'huile à travers un même diaphragme réglable (181, 221).

19. Machine hydraulique 1, notamment turbine-pompe 10 turbine ou pompe, équipée d'un ensemble de pivoterie (10-29) selon l'une des revendications précédentes.