FR2956535A1 - Machine tournante pressurisee a conduit flexible d'alimentation electrique - Google Patents

Machine tournante pressurisee a conduit flexible d'alimentation electrique Download PDF

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Abstract

Machine tournante pressurisée renfermant un gaz sous pression et comportant un ensemble chemisé (10) dont les liaisons électriques (18) sont reliées à un milieu extérieur à la machine par un conduit flexible d'alimentation électrique (100) rempli d'un liquide de remplissage maintenu sensiblement à la pression dudit gaz, ce conduit flexible d'alimentation électrique comportant un corps tubulaire (102) entouré par une armature métallique (104) ayant une longueur supérieure correspondant à une tolérance d'extension axiale du corps tubulaire.

Description

Domaine de l'invention La présente invention a pour objet une machine pressurisée équipée d'un rotor en contact avec une atmosphère gazeuse ou liquide corrosive, acide ou porteuse de particules et concerne plus particulièrement une machine tournante pressurisée équipée de paliers magnétiques chemisés, de détecteurs chemisés pour paliers magnétiques et/ou d'un moteur électrique chemisé. IO Art antérieur Les paliers magnétiques chemisés sont généralement utilisés dans des machines tournantes pressurisées, communément en ambiance de gaz haute pression. Un palier magnétique chemisé est constitué pour une 15 partie statorique de noyaux bobinés placés dans une enceinte de protection métallique constituée d'une armature, d'une chemise fine et d'un passage hermétique, et rempli d'un produit de remplissage pouvant servir d'appui à la chemise fine.
20 On a représenté sur la figure 3 un exemple de palier magnétique chemisé 10 placé à l'intérieur d'une machine 12 contenant du gaz sous pression. Les références cerclées I et II montrent respectivement l'intérieur et l'extérieur de la machine. Typiquement, la pression à l'intérieur du palier chemisé est de l'ordre d'un bar absolu (pression de fabrication du palier 25 chemisé) alors que la pression de gaz à l'intérieur de la machine peut être de 100 à 200 bar.
Une embase de connexion 14 équipée d'une traversée hermétique ou étanche 14a est installée sur une enceinte de protection métallique 16 du 30 palier magnétique chemisé 10 afin de sortir les liaisons électriques 18 de ce palier magnétique. Un conduit flexible d'alimentation électrique 20 muni à une extrémité d'un connecteur 22 équipé également d'une traversée hermétique ou étanche 22a permet de connecter les liaisons électriques 18 du palier magnétique chemisé 10 au milieu extérieur de la machine par une nouvelle embase 24 munie d'une traversée hermétique ou étanche 24a.
Comme le montre la loupe de cette figure, les traversées hermétiques sont généralement des passages conducteurs sertis sur une paroi métallique au moyen de perles de verre afin de constituer soit une embase de connexion, soit une fiche mobile de connecteur ou simplement un passage électrique étanche. L'ensemble est alors soudé ou fixé hermétiquement sur la paroi par joints, soudure, etc...
Afin de ne pas s'écraser sous la pression du gaz ambiant, le conduit flexible d'alimentation électrique avec ses deux conducteurs de liaison 20a est rempli d'huile ou de tout autre liquide, de telle sorte que la pression interne du conduit soit très peu différente de la pression de gaz régnant dans la machine. Un accès communicant 26 avec l'extérieur de la machine permet avant d'être refermé le remplissage en liquide du conduit flexible.
L'espace entre les deux traversées hermétiques 14a et 22a est laissé en communication avec le gaz présent dans la machine si la qualité du gaz est compatible avec la nature des contacts des conducteurs électriques, soit hermétiquement clos si le gaz présente un risque pour ces contacts.
L'inconvénient d'un tel montage est que sous l'effet de la température, dans certaines conditions extrêmes allant au-delà des conditions normales d'utilisation, le liquide de remplissage peut se dilater de façon très importante et, si le conduit flexible d'alimentation électrique est par exemple protégé par une tresse métallique comme il est courant, la dilatation de ce liquide produit rapidement des pressions internes excessives pouvant entrainer la rupture de ce conduit. Or, une telle rupture est particulièrement dangereuse car lorsque le gaz est corrosif, les conducteurs 20a peuvent être détruits ou l'humidité ambiante créer des courts-circuits.
C'est pourquoi, il est connu de recourir à un ballon de compensation de pression pour aider à égaliser la pression interne du conduit avec la pression ambiante. Toutefois, son installation dans la machine est contraignante car ce ballon qui représente un équipement supplémentaire occupe en outre un volume non négligeable.
Définition et objet de l'invention La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et en particulier à autoriser une dilatation importante du liquide de remplissage sans craindre une rupture du conduit flexible d'alimentation électrique.
Ces buts sont atteints, conformément à l'invention, par une machine tournante pressurisée renfermant un gaz sous pression et comportant un ensemble chemisé dont les liaisons électriques sont reliées à l'extérieur de ladite machine par un conduit flexible d'alimentation électrique rempli d'un liquide de remplissage maintenu sensiblement à la pression dudit gaz, caractérisée en ce que ledit conduit flexible d'alimentation électrique comporte un corps tubulaire entouré par une armature métallique tressée ayant une longueur supérieure correspondant à une tolérance d'extension axiale dudit corps tubulaire.
Ainsi, en autorisant une extension axiale de l'armature métallique, on permet une dilatation plus importante du liquide de remplissage et on peut donc faire face aux conditions d'utilisation les plus extrêmes sans risquer une rupture du conduit flexible d'alimentation électrique.
Selon le mode de réalisation envisagé, ladite tolérance d'extension axiale est comprise entre 3 et 10% de la longueur dudit conduit flexible d'alimentation électrique.
Selon un mode de réalisation avantageux, ledit conduit flexible d'alimentation électrique comporte en outre une poche de gaz pour compenser la dilation thermique dudit liquide de remplissage sous l'effet d'une augmentation de température. De préférence, ladite poche de gaz est constituée par un sachet en matériau souple contenant un gaz inerte.
Avantageusement, ledit liquide de remplissage est de l'huile ou tout autre liquide permettant de maintenir une pression interne au dit conduit flexible d'alimentation électrique sensiblement identique à la pression interne à ladite machine.
L'invention s'applique aussi bien à un palier magnétique chemisé, qu'à un 20 détecteur chemisé pour palier magnétique ou à un moteur électrique chemisé. Le milieu extérieur à la machine peut être liquide.
L'invention concerne également un conduit flexible d'alimentation électrique comportant des conducteurs électriques pour relier un ensemble 25 chemisé d'une machine tournante pressurisée à un milieu extérieur et rempli d'un liquide de remplissage maintenu sensiblement à la pression d'un gaz enfermé dans ladite machine tournante pressurisée, caractérisé en ce qu'il comporte un corps tubulaire entouré par une armature métallique tressée ayant une longueur supérieure correspondant à une 30 tolérance d'extension axiale dudit corps tubulaire.
Avantageusement, ladite tolérance d'extension axiale est comprise entre 3 et 10% de la longueur dudit conduit flexible d'alimentation électrique.
De préférence, le conduit flexible comporte en outre une poche de gaz pour compenser la dilation thermique dudit liquide de remplissage sous l'effet de la température. Cette poche de gaz peut être un sachet en matériau souple contenant un gaz inerte.
Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés sur lesquels : . la figure 1 est une vue schématique d'un conduit flexible d'alimentation électrique assurant la liaison électrique entre un palier magnétique chemisé et la paroi externe d'une machine tournante selon l'invention, . les figures 2A et 2B montrent le conduit flexible d'alimentation électrique de la figure 1 dans des conditions d'utilisation normales et extrêmes respectivement, et . la figure 3 est une vue schématique d'un conduit flexible d'alimentation électrique reliant un palier magnétique chemisé à la paroi externe d'une machine tournante selon l'art antérieur.
Description détaillée de modes de réalisation La figure 1 illustre conformément à l'invention un conduit flexible d'alimentation électrique amenant vers l'extérieur d'une machine tournante pressurisée renfermant un gaz sous pression, les liaisons électriques nécessaires à l'alimentation des bobinages d'un palier magnétique chemisé placé à l'intérieur de cette machine tournante.
Le conduit flexible d'alimentation électrique 100 comporte les conducteurs de liaison 100a pour la connexion de ces liaisons électriques et il est rempli d'huile ou de tout autre liquide de telle sorte que sa pression interne soit très peu différente de (ou sensiblement égale à) la pression de gaz régnant dans la machine. De préférence, un orifice 26 de communication avec l'extérieur de la machine est prévu pour permettre le remplissage en liquide du conduit flexible.
Comme le montre plus en détail une loupe de cette figure 1, le conduit de l'invention est suffisamment flexible pour permettre une expansion thermique du liquide de remplissage dans des conditions extrêmes d'utilisation. En effet, ce conduit 100 est constitué d'un corps tubulaire à ondes parallèles 102 en acier souple entouré d'une armature métallique 104 avantageusement tressée de fil d'acier inox 304L ou en inconel par exemple. Un manchon cylindrique 106 recouvre de préférence chacune des deux extrémités de l'armature métallique et permet sa fixation avec le corps tubulaire, par exemple par une soudure ou brasure circulaire 108. L'armature métallique tressée 104 a une longueur supérieure au corps tubulaire 102 du conduit flexible d'alimentation électrique de façon à pouvoir limiter l'expansion axiale de ce corps tubulaire lors de la dilatation du liquide de remplissage.
Les figures 2A et 2B illustrent respectivement le conduit flexible d'alimentation électrique dans une position normale d'utilisation, sans dilatation particulière du liquide de remplissage, dans laquelle le corps tubulaire est détaché de l'armature métallique tressée et dans une position de dilatation extrême de ce liquide dans laquelle le corps tubulaire subit une extension axiale (son diamètre étant inchangé) et se retrouve donc plaqué contre l'armature métallique tressée du fait de la dilatation du liquide de remplissage (les ondulations résultantes du conduit flexible sont bien sûr exagérées pour la compréhension de l'invention). La longueur de l'armature métallique tressée 104 limite l'extension axiale du corps tubulaire 102 afin de ne pas aller jusqu'à sa déformation plastique.
Cette dilatation du liquide de remplissage peut donc être absorbée par la seule augmentation de longueur de l'armature métallique tressée ou, selon un mode de réalisation alternatif, partagée entre une moins grande augmentation de longueur de cette armature et une poche de gaz 110, avantageusement un gaz inerte comme l'azote, insérée dans le corps tubulaire 102. En effet, lors de la dilatation du liquide de remplissage, l'armature métallique tressée va se tendre jusqu'à son extension maximale admissible puis l'azote va être comprimé et le volume de la poche alors réduit en proportion (voir la figure 2B). La tolérance de dilatation de l'huile de remplissage est ainsi donnée par cette augmentation de longueur additionnée du volume de la poche de gaz. La poche avantageusement constituée par un sachet en matériau souple, par exemple un polymère tel le Viton ®, est de préférence insérée dans le corps tubulaire lors de la fabrication du conduit flexible.
Typiquement, l'armature métallique tressée est environ 5% (plus particulièrement entre 3 et 10%) plus longue que le corps tubulaire qu'elle recouvre et la poche de gaz mise en place dans le conduit flexible de l'invention peut correspondre également à environ 5% du volume de remplissage de sorte qu'une dilatation globale d'environ 10% du liquide de remplissage est possible sans rupture du conduit flexible. Ainsi, une contraction de -5% sous basse température (l'ambiance) et pression élevée et une dilatation de 5% sous une température élevée et une basse pression peuvent être autorisées. Il en résulte une meilleure facilité d'installation et une fatigue sous cycles extrêmes (alternance de basse et haute température/haute et basse pression) nettement favorable.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1. Machine tournante pressurisée renfermant un gaz sous pression et comportant un ensemble chemisé (10) dont les liaisons électriques (18) sont reliées à un milieu extérieur à ladite machine par un conduit flexible d'alimentation électrique (100) rempli d'un liquide de remplissage maintenu sensiblement à la pression dudit gaz, caractérisée en ce que ledit conduit flexible d'alimentation électrique comporte un corps tubulaire (102) entouré par une armature métallique tressée (104) ayant une longueur supérieure correspondant à une tolérance d'extension axiale dudit corps tubulaire.
  2. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite tolérance d'extension axiale est comprise entre 3 et 10% de la longueur dudit conduit flexible d'alimentation électrique.
  3. 3. Machine selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que ledit conduit flexible d'alimentation électrique comporte en outre une poche de gaz (110) pour compenser la dilation thermique dudit liquide de remplissage sous l'effet d'une augmentation de température.
  4. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite poche de gaz est constituée par un sachet en matériau souple contenant un gaz inerte.
  5. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit liquide de remplissage est de l'huile ou tout autre liquide permettant de maintenir une pression interne au dit conduit flexible d'alimentation électrique sensiblement identique à la pression interne à ladite machine.
  6. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit ensemble chemisé est un palier magnétique chemisé.
  7. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit ensemble chemisé est un détecteur chemisé pour palier magnétique.
  8. 8. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée 10 en ce que ledit ensemble chemisé est un moteur électrique chemisé.
  9. 9. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit milieu extérieur à ladite machine est liquide. 15
  10. 10. Conduit flexible d'alimentation électrique (100) comportant des conducteurs électriques (100a) pour relier un ensemble chemisé d'une machine tournante pressurisée à un milieu extérieur et rempli d'un liquide de remplissage maintenu sensiblement à la pression d'un gaz enfermé dans ladite machine tournante pressurisée, caractérisé en ce qu'il 20 comporte un corps tubulaire (102) entouré par une armature métallique tressée (104) ayant une longueur supérieure correspondant à une tolérance d'extension axiale dudit corps tubulaire.
  11. 11. Conduit flexible selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite 25 tolérance d'extension axiale est comprise entre 3 et 10% de la longueur dudit conduit flexible d'alimentation électrique.
  12. 12. Conduit flexible selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une poche de gaz (110) pour compenser la dilation 30 thermique dudit liquide de remplissage sous l'effet de la température.
  13. 13. Conduit flexible selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite poche de gaz est constituée par un sachet en matériau souple contenant un gaz inerte.
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