FR3024493A1 - Element de turbomachine comprenant un joint d'etancheite entre un stator et un rotor, et procede de montage - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un élément de turbomachine comportant un stator (2), un rotor (1), un palier (3) permettant la rotation du rotor autour d'un axe (LL) en position de fonctionnement, et au moins un moyen d'étanchéité (9, 10) entre le rotor (1) et le stator (2), agencé pour être actif lorsque que le rotor (1) est dans sa position de fonctionnement au moyen d'un contact radial entre un organe (11, 16) solidaire du stator (2) et un organe (12, 15) solidaire du rotor (1), et le palier (3) comportant des roulements (6) entre une première (4) et une deuxième (5) bague, l'une (4) d'entre elles étant solidaire du stator (2) et l'autre (5) étant solidaire du rotor (1), élément caractérisé en ce que la première bague (4) du palier (3) permet un glissement axial des roulements (6) et que son extension axiale est agencée de manière à servir de surface de guidage du rotor (1) sur l'axe de rotation (LL) lors du montage avant que les organes (11-12, 16-15) dudit moyen (9,10) d'étanchéité ne soient en contact. Elle concerne également la turbomachine et le procédé de montage

Description

Domaine de l'invention et état de la technique : La présente invention se rapporte au domaine des turbomachines et plus particulièrement à la conception des joints d'étanchéité entre un rotor et un stator, notamment à proximité d'un palier de guidage du rotor. Elle concerne notamment un 5 procédé de montage du rotor dans le stator en utilisant le palier pour protéger le joint. Un turbomoteur comprend généralement, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz, une soufflante, un ou plusieurs étages de compresseurs, une chambre de combustion, un ou plusieurs étages de turbines et une tuyère d'échappement des gaz. Des rotors, pouvant être couplés entre eux par différents 10 systèmes de transmissions et d'engrenages, correspondent à ces différents éléments. Par ailleurs, afin de permettre la lubrification et le refroidissement des paliers de guidage des corps rotatifs, le turboréacteur comporte de manière classique un circuit de lubrification. Le circuit de lubrification d'un palier comporte une enceinte de lubrification qui est formée par une partie de carter intérieur de la turbomachine entourant une 15 portion de rotor de part et d'autre du palier. Les extrémités axiales de cette enceinte de lubrification sont traversées par le rotor. Pour confiner l'huile dans l'enceinte, les passages du rotor au travers de l'enceinte sont généralement équipés de joints de type labyrinthe. Sous certaines conditions, un flux d'huile peut s'échapper de l'enceinte. La demande de brevet FR1260598 présente par 20 exemple un tourillon conçu pour récupérer cette huile et la renvoyer dans le circuit de lubrification sans qu'elle s'échappe dans le flux d'air traversant la turbomachine. Une autre façon, complémentaire, de limiter les pertes d'huile consiste à créer une dépressurisation de l'enceinte de lubrification. La demande de brevet W02013083917 décrit, par exemple, un système utilisant des joints annulaires au passage du rotor pour 25 assurer une étanchéité entre l'enceinte et un volume extérieur attenant, de manière à permettre de créer cette dépressurisation. Par ailleurs, la demande de brevet W02014006338 présente une façon d'utiliser un joint radial segmenté (JRS) dans ce contexte. Installé à l'amont de l'enceinte de lubrification, ce joint radial segmenté permet d'en 30 contrôler la pression. A l'aval de cette même enceinte, l'étanchéité peut être assurée par un labyrinthe au passage du corps rotatif. La dépressurisation de l'enceinte entraîne que l'air y arrive de l'extérieur. De cette manière la différence de pression assure l'étanchéité du joint labyrinthe par rapport à l'huile. Il est cependant primordial de s'assurer du bon fonctionnement du joint JRS car il participe fortement à l'équilibre des pressions dans l'enceinte. Or le montage du rotor se fait en général de l'aval vers l'amont. Le joint radial segmenté est fragile et peut être détérioré lorsque le rotor est monté dans le carter s'il le rencontre en n'étant pas correctement aligné. De plus, le joint radial segmenté n'est dans ce cas plus accessible pour faire un contrôle visuel de son état. La présente invention a pour premier objectif de limiter les risques de détérioration 10 des joints assurant l'étanchéité autour du palier lors du montage du rotor dans l'enceinte. Par ailleurs, en aval, les projections d'huile provenant du palier peuvent nuire à l'efficacité des moyens d'étanchéité si elles les atteignent. Une solution serait d'éloigner les joints du palier mais l'espace axial dans l'environnement de la turbomachine est 15 limité. Un autre objectif de l'invention est de permettre une conception du rotor et du stator autour du palier de guidage qui soit compacte axialement tout en protégeant les joints des projections d'huile. 20 Exposé de l'invention : A cet effet, l'invention concerne un élément de turbomachine comportant un stator, un rotor, un palier permettant la rotation du rotor autour d'un axe en position de fonctionnement, et au moins un moyen d'étanchéité entre le rotor et le stator, agencé pour être actif, lorsque que le rotor est dans sa position de fonctionnement, par un 25 contact radial entre un organe solidaire du stator et un organe solidaire du rotor, le palier comportant des roulements entre une première et une deuxième bagues, l'une d'entre elles étant solidaire du stator et l'autre étant solidaire du rotor, élément caractérisé en ce que la première bague du palier permet un glissement axial des roulements et qu'elle présente une extension axiale agencée de manière à servir de surface de guidage du 30 rotor sur l'axe de rotation lors du montage avant que les organes dudit moyen d'étanchéité ne soient en contact.

Les deux organes du moyen d'étanchéité doivent arriver au contact lors du montage. En général, au moins l'un d'eux est fragile et risque d'être détérioré si les deux organes ne sont pas correctement alignés lors du contact. L'invention atteint son objectif par le fait que le palier est déjà en place lorsque les deux organes arrivent en contact lors du montage. Une fois le palier engagé, cela guide le rotor dans l'alignement de son axe de rotation par rapport au stator. Le rotor est alors suffisamment centré et son avancée pour le montage présente moins de risque pour les organes d'étanchéité. Avantageusement, l'un des organes dudit au moins un moyen d'étanchéité est un joint radial d'étanchéité, par exemple un joint radial segmenté, l'autre organe étant 10 surface cylindrique d'étanchéité. Ce type de joint étant fragile, il est particulièrement important de le protéger lors du montage. De préférence, le joint radial d'étanchéité est radialement extérieur à la surface cylindrique d'étanchéité. Cela permet, notamment lorsque la direction de montage fait que le premier joint d'étanchéité se trouve en amont du palier, d'éviter que le joint radial 15 ne passe au travers du palier lors du montage et ne soit détérioré. En général, le stator entoure radialement le rotor. Les parties d'un moyen d'étanchéité liées au stator sont dans ce cas radialement extérieures aux parties correspondantes liées au rotor. On peut profiter dans ce cas d'une extension de la surface d'étanchéité pour 20 protéger le joint radial d'étanchéité, d'éventuelles arrivées d'huile servant à lubrifier le palier, par exemple, en installant une vrille, solidaire du stator, placée entre le joint radial d'étanchéité et coopérant avec la surface d'étanchéité du premier moyen radial d'étanchéité en pression lorsque le rotor est dans la première position axiale, pour repousser l'huile vers l'intérieur de l'enceinte. Avantageusement, le module est alors 25 agencé de manière à ce la vrille ne soit pas au contact de la surface cylindrique d'étanchéité lorsque le rotor est dans la deuxième position axiale. De préférence, ladite première bague du palier est solidaire du stator. La première bague du palier peut s'étendre axialement, dans le sens du montage, au-delà de sa partie en contact des roulements dans la position de fonctionnement, sur 30 une distance au moins égale à celle séparant les extrémités opposées du joint radial et de la surface d'étanchéité en position de fonctionnement.

Selon un autre aspect de l'invention, un capot annulaire prolongeant le palier dans une direction axiale est agencé pour empêcher des projections radialement divergentes de l'huile ayant lubrifié le palier lorsque le rotor est en position de fonctionnement, le diamètre intérieur dudit capot annulaire étant inférieur au diamètre d'une surface cylindrique de contact d'un moyen d'étanchéité entre le rotor et le stator, situé à proximité du palier et du côté de l'extension axiale dudit capot annulaire. De préférence, ledit moyen d'étanchéité comporte, en direction du palier et en continuité de sa partie solidaire du rotor, une bague d'étanchéité qui recouvre au moins 10 partiellement ledit capot annulaire de protection, lorsque le rotor est dans la position de fonctionnement. Ces dispositions permettent d'éviter que des projections d'huile n'atteignent directement le moyen d'étanchéité situé à proximité du palier. En particulier, la turbomachine peut également comporter, de l'autre côté du palier par rapport audit 15 premier moyen d'étanchéité, au moins un deuxième moyen d'étanchéité, le stator et le rotor formant une enceinte de lubrification pour le palier. Dans ce cas, il n'y a pas de chemin direct permettant à une éclaboussure giclant du palier d'atteindre le joint. Cela est notamment important pour éviter qu'une vrille, lorsqu'elle existe, ne reçoive des projections d'huile et fonctionne correctement. 20 Avantageusement, la bague radialement extérieure du palier forme ledit capot annulaire de protection. En particulier, lorsque la première bague du palier est la bague radialement extérieure on peut profiter de son extension radiale servant à guider le palier lors du montage pour former ledit capot annulaire. 25 L'invention concerne aussi une turbomachine comportant un tel élément et un procédé de montage, comportant une étape dans laquelle, partant d'une position où le rotor est séparé du stator, le rotor est introduit dans le palier de manière à ce que les roulements du palier rencontrent la première bague, puis une étape de déplacement du rotor suivant l'axe de rotation, guidé par le palier, pour l'installer en position de 30 fonctionnement.

Brève description des figures : La présente invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur 5 lesquels : La figure 1 présente schématiquement une coupe méridienne d'un stator et d'un rotor selon un mode de réalisation de l'invention lorsque le rotor est en position de fonctionnement dans une turbomachine. La figure 2a présente schématiquement une coupe méridienne du stator et du rotor 10 de la figure 1, en position écartée et prêts à être assemblés. La figure 2b présente schématiquement une coupe méridienne d'un stator et d'un rotor selon une variante de réalisation de l'invention, en position écartée et prêts à être assemblés. La figure 3 présente schématiquement une coupe méridienne du stator et du rotor de 15 la figure 1, dans une position intermédiaire de test. La figure 4 présente schématiquement une coupe méridienne d'un stator et d'un rotor selon une variante de réalisation de l'invention lorsque le rotor est en position de fonctionnement dans une turbomachine. 20 Description d'un mode de réalisation : La figure 1 représente un arbre 1 de turbomachine mobile en rotation autour d'un axe LL, installé en position de fonctionnement dans un carter 2, au niveau d'un palier 3 de guidage de l'arbre 1 dans la turbomachine. Sur la figure 1 et les suivantes, l'écoulement principal des gaz dans la turbomachine 25 va de la gauche vers la droite. Les éléments représentés dans l'exemple correspondant aux figures se trouvent dans une partie de la turbomachine entourée par cet écoulement principal. Dans la suite de la description, les termes amont et aval s'entendent par rapport à cet écoulement principal. Le palier 3 de guidage est formé notamment par une bague extérieure 4, fixée au 30 carter 2, et une bague intérieure 5, fixée à l'arbre 1, entre lesquelles des rouleaux 6 peuvent rouler librement. Le palier 3 est conçu de telle sorte que les rouleaux 6 restent maintenus à la bague intérieure 5 lorsque l'arbre 1 est déplacé hors de sa position de fonctionnement, pour les opérations de montage ou de démontage. D'autres roulements que les rouleaux, par exemple des billes, peuvent être utilisés. Il est par ailleurs envisageable de concevoir un palier 3, illustré sur la figure 2b, où les roulements 6 sont maintenus du côté de la bague extérieure 4 lorsqu'on démonte l'arbre 1 rotatif. La bague extérieure 4 est liée au carter 2 par une pièce 7 de support du palier 3. La bague intérieure 5 est en général fixée à la surface de l'arbre rotatif 1. Le carter 2 et l'arbre rotatif 1 sont agencés pour former une enceinte 8 de lubrification autour du palier 3. Cette enceinte 8 comprend un passage de l'arbre 1 en 10 amont du palier 3 et un passage de l'arbre 1 en aval du palier 3. L'enceinte 8 de lubrification fait partie du circuit de lubrification de la turbomachine. L'huile rentre dans l'enceinte 8 par un orifice d'arrivée, non représenté sur la figure puis est dirigée vers le palier 3 pour le lubrifier. L'huile ayant lubrifié le palier 3 en ressort en étant projetée dans différentes directions. L'enceinte 8 a notamment pour fonction de 15 récupérer cette huile pour qu'elle reparte par un orifice de sortie, non représenté également sur la figure, de manière à la renvoyer vers le circuit de lubrification. Pour éviter des pertes d'huiles, les passages de l'arbre 1 dans l'enceinte 8 sont équipés de moyens radiaux d'étanchéité 9, 10, aptes notamment à bloquer l'huile. De plus, notamment en vue d'améliorer l'étanchéité de ces moyens radiaux d'étanchéité 9, 20 10, lors de la rotation de l'arbre 1, l'élément est conçu pour que la pression PO de l'enceinte 8 soit inférieure aux pressions P1, P2, se trouvant à l'extérieur des passages de l'arbre 1, lorsque la turbomachine fonctionne. Cette dépressurisation participe à l'étanchéité de l'enceinte 8. Pour obtenir ce résultat, le moyen radial d'étanchéité 9 du passage amont comporte 25 ici un joint radial d'étanchéité segmenté 11 (JRS), constitué d'un anneau d'étanchéité de segments de carbone maintenus plaqués les un contre les autres, solidaire du carter 2. Ce joint radial d'étanchéité segmenté 11 coopère avec une surface cylindrique 12 entrant en contact avec sa surface interne. La surface cylindrique 12 est montée sur un manchon 13 solidaire de l'arbre rotatif 1, dont la section dans un plan méridien a une 30 forme de U parallèle à l'axe de rotation LL. Cette forme permet une élasticité suffisante pour que l'arbre 1 puisse être installé dans le carter 2 en allant ici de la droite vers la gauche suivant l'axe de rotation LL, puis que le joint radial segmenté 11 et la surface cylindrique 12 soient en appui lorsque l'arbre 1 est dans la position de fonctionnement par rapport au carter 2. La conception du joint radial segmenté 11 permet une étanchéité suffisante pour freiner le passage de l'air et établir ainsi une différence de pression entre ses deux côtés. De cette manière, lorsque la turbomachine fonctionne, la pression PO de l'enceinte 8 peut être maintenue à une valeur inférieure à la pression P1 qui s'établit dans l'espace en amont du moyen radial d'étanchéité 9 du passage amont, qui est en communication avec des zones de pression plus élevées dans la turbomachine.

Le moyen radial d'étanchéité 9 est complété par une vrille 14, à l'intérieur de l'enceinte 8 par rapport au joint radial segmenté 11. Cette vrille 14 coopère avec une partie de la surface cylindrique 12 s'étendant en aval de celle coopérant avec le joint radial segmenté 11. La vrille 14 a pour fonction de renvoyer vers l'enceinte 8 l'huile pouvant arriver jusqu'au passage amont et de protéger le joint radial segmenté 11 de cette huile. Le moyen radial d'étanchéité 10 du passage aval de l'arbre rotatif 1 comporte un joint labyrinthe, constitué de léchettes 15 solidaires de l'arbre 1 qui rencontrent une surface cylindrique 16 solidaire du carter 2, en matériau abradable. Ce joint labyrinthe 15, 16, permet une bonne étanchéité au passage de l'huile.

Le joint labyrinthe 15, 16 n'est pas aussi efficace que le joint radial segmenté 11, 12 pour établir une différence de pression des gaz entre ses extrémités. Cependant, sur l'exemple présenté, l'écoulement des gaz autour de l'enceinte 8 de lubrification se faisant de la gauche vers la droite et le joint radial segmenté 11 bloquant l'écoulement d'air en amont, cela est suffisant pour que la pression PO dans l'enceinte 8 reste également inférieure à la pression P2 qui s'établit dans l'espace en aval du joint labyrinthe 15, 16. Le moyen radial d'étanchéité 10 du passage aval est ici également complété par une vrille 17, placée en amont du joint labyrinthe 15, 16. Cette vrille 17 coopère avec une bague 18 qui s'étend en amont de la surface cylindrique 16 du joint labyrinthe. La vrille 17 a pour fonction de renvoyer dans l'enceinte 8 l'huile pouvant arriver jusqu'au passage aval et de protéger le joint labyrinthe 15, 16, de cette huile.

La bague 18 coopérant avec la vrille 17 est sensiblement alignée avec le support des léchettes 15 du joint labyrinthe. L'élément est maintenu par un flasque 19 s'étendant à partir de l'arbre rotatif 1. Selon un aspect de l'invention, le flasque 19 s'étend radialement de telle sorte que le 5 diamètre de la bague 18 coopérant avec la vrille soit légèrement supérieur à celui de la bague extérieure 4 du palier 3. De plus, en référence à la figure 2a, dans un mode de réalisation où les roulements 6 du palier 3 glissent sur la bague extérieure 4, l'extension vers l'aval de la bague extérieure 4 du palier et l'extension vers l'amont de la bague 18 coopérant avec la vrille 10 17 sont ici agencées de telle sorte que la bague 18 de la vrille 17 recouvre partiellement la bague extérieure 4 du palier 3. Cette disposition fait qu'il n'y a pas de chemin direct entre le palier 3 et la vrille 17 du passage aval. Les projections d'huile, représentées par une flèche sur la figure 1 sont ainsi arrêtées par la bague. Cela permet d'avoir une configuration compacte en aval du 15 palier 3, où le moyen radial d'étanchéité 10 du passage aval est proche du palier 3 mais où la vrille 17 est protégée des projections d'huile. Dans l'alternative représentée, avec l'arbre 1 et le carter en position détachée sur la figure 2b, il est possible d'envisager que ce n'est pas la bague extérieure 4 du palier 3 qui s'étend sous la bague 18 de la vrille 17 mais une partie 7b de la pièce 7 support du 20 palier 3. Cette partie 7b du support du palier n'a pas fonction de piste pour les roulements 6 mais elle forme alors un capot entourant radialement le palier 3 du côté aval et qui peut passer à l'intérieur de la bague 18 de la vrille 17 lorsque l'arbre 1 est en position de fonctionnement. Selon un autre aspect de l'invention, l'arbre rotatif 1 est installé dans le carter 2 en 25 étant translaté suivant l'axe de rotation LL. Sur les exemples présentés, en référence aux figures 2a et 2b, l'arbre 1 en position détachée se trouve en aval du carter 2 et le montage se fait suivant une direction allant de l'aval vers l'amont pour le rotor. La figure 2a représente le montage de l'arbre juste avant l'accostage pour le mode de réalisation de la figure 1. L'allongement de la bague extérieure 4 du palier 3 est telle 30 que les roulements 6, solidaires de l'arbre 1, entrent en contact avec elle avant que l'extrémité amont de la surface cylindrique 12 coopérant avec le joint radial segmenté 11 ne rencontre la partie aval de la vrille 14 du passage amont. Cela correspond, en référence à la figure 1, au fait que, lorsque l'arbre 1 est installé en position de fonctionnement, la distance dl séparant l'extrémité aval de la bague extérieure 4 de l'extrémité amont des roulements 6 du palier 3 est supérieure à la distance d2, séparant l'extrémité amont de la surface cylindrique 12 de l'extrémité aval de la vrillel4, pour le moyen radial d'étanchéité amont 9. De cette manière, les parties du moyen radial d'étanchéité 9 du passage amont de l'arbre 1 accostent celles du carter 3 alors que les roulements 6 du palier 3 sont déjà engagés dans la bague extérieure 4 de roulement. Les mouvements de l'arbre 1 dans la translation pour le montage sont donc guidés par le palier 3 ce qui limite les risques de choc à l'accostage ou les efforts parasites lors de l'installation dans le moyen radial d'étanchéité 9. Dans une variante, on peut simplement protéger le joint radial segmenté 11, qui est le plus fragile. Dans ce cas, la distance dl séparant l'extrémité aval de la bague extérieure 4 de l'extrémité amont des roulements 6 du palier 3 est supérieure à la distance d3 séparant l'extrémité amont de la surface cylindrique 12 de l'extrémité aval du joint radial segmenté 11. On peut aussi noter que dans cette configuration, les besoins d'extension de la 20 bague extérieure 4 vers l'aval concordent pour la fonction de montage du joint radial segment 11 et pour la fonction de protection de la vrille 17 des projections d'huile venant du palier 3. Dans un mode de réalisation préféré, en référence au figures 1 et figure 2a, les roulements 6 liés à l'arbre 1 accostent également la bague extérieure 4 avant que la 25 bague 18 coopérant avec la vrille 17 en aval ne rencontre la surface cylindrique 16 coopérant avec les léchettes 15 du joint labyrinthe. Cela permet aussi de protéger des chocs le moyen radial d'étanchéité 10 du passage aval lors du montage. Dans une variante de réalisation, représentée sur la figure 2b, les roulements 6 sont solidaires de la bague extérieure 4, fixée au carter 2. Dans ce cas, c'est la bague 30 intérieure 5 qui a une extension vers l'amont, au-delà de l'endroit où s'effectue le roulement lorsque l'arbre 1 est en position de fonctionnement. Cette extension est telle que la bague intérieure 5 rencontre les roulements 6 avant que les parties solidaires du carter 2 et de l'arbre 2 des moyens radiaux d'étanchéité 9, 10, ne se rencontrent. Selon encore un autre aspect de l'invention, en référence à la figure 3, un joint d'étanchéité en pression 20 est installé sur une bague 21 en aval de la surface cylindrique 16 coopérant avec les léchettes 15 du joint labyrinthe. L'arbre 1 et le carter 2 sont configurés pour que, ce joint d'étanchéité en pression 20 appuie sur une bague 22, solidaire de l'arbre 1 et prolongeant le joint labyrinthe 15, lorsque l'arbre 1 est dans une position déterminée, décalée de la position de fonctionnement, comme illustré sur la figure 3.

Le joint d'étanchéité en pression 20 est ici un joint « PTFE », pour polytétrafluoroéthylène, qui comprend une bague composée de ce matériau et enserrée par un ressort circulaire qui la presse contre la bague 22 de l'arbre 1. Ce type de joint permet d'assurer une bonne étanchéité à la pression avec des frottements faibles. De plus ces joints résistent à des températures élevées, qui peuvent se rencontrer à cet endroit dans une turbomachine en fonctionnement. Il est cependant envisageable d'utiliser des joints formés d'autres matériaux, à condition qu'ils permettent d'assurer une étanchéité en pression autour de l'arbre à son passage au travers de l'enceinte et qu'ils supportent les conditions d'environnement d'une turbomachine. Par contre, comme on le verra par la suite dans les conditions d'utilisation, il n'est pas nécessaire qu'ils fonctionnent avec un frottement faible lorsque l'arbre 1 est en rotation. Sur la figure 3, l'arbre 1 et le carter 2 déjà présentés sur les figures 1 et 2a sont dans une configuration où l'arbre est translaté dans une position intermédiaire, l'arbre étant décalé d'une distance d4 vers l'aval par rapport à la position de fonctionnement de la figure 1. Cette distance d4 correspond sur la figure 1, à un décalage du joint « PTFE » 20 par rapport à sa position d'appui sur la bague 22, de telle sorte qu'il se trouve dégagé de cette bague 22 lorsque l'arbre 1 est en position de fonctionnement. De la sorte, lorsque l'arbre 1 est en position de fonctionnement, comme on peut le 30 voir sur la figure 1, le joint « PTFE » 20 est dégagé de la bague 22. Dans l'exemple présenté, ce joint 20 n'est donc pas actif lorsque l'arbre 1 est en position de fonctionnement et les moyens 21, 22, avec lesquels il coopère, n'interagissent pas ensemble ou avec d'autres éléments de la turbomachine. Ces moyens 20, 21, 22 n'introduisent donc pas de frottement ou de perturbation lorsque la turbomachine fonctionne. De plus, dans l'exemple, étant à l'extérieur de l'enceinte 8, ils ne risquent pas d'être pollués par des projections d'huile du palier 3. Par ailleurs, la distance d4 de translation vers la position intermédiaire est inférieure à la distance dl précédemment décrite sur la figure 1, nécessaire pour dégager les roulements 6 du palier 3 de la bague extérieure 4. On passe donc de la position de fonctionnement à la position intermédiaire, et inversement, en effectuant une translation de l'arbre 1 par rapport au carter 2 suivant l'axe de rotation LL, l'arbre 1 étant guidé par le contact des roulements 6 du palier 3 avec les bagues intérieure 5 et extérieure 4. De plus, en référence à la figure 2a ou 2b, le joint « PTFE » 20 et sa bague 21 support ont, de préférence, un diamètre légèrement supérieur à ceux des parties 18, 15 solidaires de l'arbre 1 du moyen radial d'étanchéité 10, pour le passage aval. On peut donc effectuer l'installation de l'arbre 1 dans le carter 2 sans que le joint « PTFE » 20 ne vienne frotter sur ces éléments 18, 15. D'autre part, au niveau du moyen d'étanchéité radial amont 9, la surface cylindrique 12 est ici augmentée vers l'amont d'une valeur au moins égale à la distance d4 de décalage entre la position de fonctionnement et la position intermédiaire.

De cette manière, comme on peut le voir sur la figure 3, lorsque l'arbre est en position intermédiaire, le joint radial segmenté 11 coopère avec la surface cylindrique 12 et le joint « PTFE » 20 coopère avec la bague 22 de telle sorte qu'une étanchéité en pression est assurée en même temps aux deux passages de l'arbre 1 dans l'enceinte de lubrification 8.

Cette position intermédiaire définit avantageusement une position de test pour le joint radial segmenté 11. En effet, le joint radial segmenté 11 se trouvant dans le passage amont de l'arbre 1, il devient inaccessible lorsque celui-ci est installé dans le carter 2. Il est alors impossible d'effectuer des contrôles directs pour vérifier son état. Dans une variante de réalisation, illustrée sur la figure 4, la position de test est la 30 même que la position de fonctionnement. Dans cette variante, un joint en anneau 23b est inséré dans une gorge 23b ménagée dans une partie de la surface cylindrique 18 du rotor coopérant avec la vrille 17 sur le stator. Ce joint en anneau 23b appuie, dans cette position, contre la surface cylindrique 16 du stator coopérant avec le labyrinthe 15 du stator, de manière à assurer une étanchéité en pression lorsque que le rotor ne tourne pas.

Le joint en anneau 23b est réalisé ici dans un matériau, par exemple de la cire d'abeille, qui fond sous l'effet de la chaleur provoquée par les frottements lorsque le rotor se met en rotation, lors de ses conditions de fonctionnement. De cette manière, il s'élimine lorsque la turbomachine fonctionne et ne crée pas de pertes par frottements Avec la configuration illustrée sur la figure 3, la procédure de montage peut être 10 avantageusement complétée par une procédure de test. Pour cela, après avoir réalisé l'accostage des roulements 6 et de la bague correspondante 4 du palier 3, une première étape consiste à continuer la translation de l'arbre 1 vers l'amont jusqu'à la position intermédiaire. Dans cette position, le joint « PTFE » 20 assure l'étanchéité en pression au passage 15 aval de l'arbre 1 dans l'enceinte de lubrification 8. D'autre part, si le joint radial segmenté 11 fonctionne correctement, il assure l'étanchéité en pression au passage amont en coopérant avec l'extension prévue à cet effet de la surface cylindrique 12 solidaire de l'arbre 1. On peut donc effectuer une étape de test dans cette position, en utilisant, par 20 exemple, les orifices de passage de l'huile dans l'enceinte de lubrification 8 pour aspirer l'air et créer une dépression dans l'enceinte 8. L'observation de l'évolution de la pression dans l'enceinte de lubrification 8 renseigne alors sur l'état du joint radial segmenté 11. S'il a été détérioré, par exemple lors de la rencontre avec la surface cylindrique 12, il laissera des fuites trop importantes qui feront remonter rapidement la 25 pression. Si le test de dépressurisation montre, par contre, que le joint radial segmenté 11 est en bon état, l'étape suivante consiste à poursuivre la translation de l'arbre 1 vers l'amont pour l'amener à sa position de fonctionnement dans le carter 2. Avantageusement, les parties de la surface cylindrique 12, solidaire de l'arbre 1, 30 coopérant avec le joint radial segmenté 11 en position de fonctionnement et en position intermédiaire, de test, forment une seule face continue. De cette manière, lorsqu'on 302 4 4 93 13 translate l'arbre 1 d'une position à l'autre, le joint radial segmenté 11 reste en contact avec cette face. Il n'y a donc pas de risque de détérioration du joint 11 par des chocs à la rencontre de faces différentes. Dans une variante, le test du joint radial segmenté 11 peut être fait après une 5 période de fonctionnement de la turbomachine. Dans ce cas, la première étape consiste à décaler l'arbre 1 vers l'aval de la distance d4 le faire passer de la position de fonctionnement à la position intermédiaire, de test, puis d'effectuer le test de dépressurisation. Si le test est concluant, on peut alors replacer l'arbre 1 dans sa position de fonctionnement, sans avoir été obligé de le démonter complètement du 10 carter 2. Avec la variante de réalisation correspondant à la figure 4, la première étape de la procédure de test au montage consiste, après avoir réalisé l'accostage des roulements 6 et de la bague correspondante 4 du palier 3, à continuer la translation de l'arbre 1 vers l'amont jusqu'à la position de fonctionnement, qui est également la position de test.

15 Durant cette étape, le matériau du joint en anneau 23a peut se déformer pour glisser contre la surface cylindrique 17, tout en étant maintenu en position sur le rotor 1 par la gorge 23b. Ensuite, le rotor étant maintenu immobile on peut effectuer les mêmes étapes que dans la variante précédente pour effectuer le test du joint radial d'étanchéité, le joint en 20 anneau 23a assurant l'étanchéité à l'autre extrémité par pression contre la surface cylindrique 17. Par contre, il n'y a pas d'étape de translation après le test puisque le rotor est déjà dans sa position de fonctionnement. Puis dans une étape ultérieure, lorsque la turbomachine est assemblée le joint en anneau 23a, fait ici de cire d'abeille, fond lors de la première mise en fonctionnement de 25 la turbomachine et disparaît. Sa disparition entraîne qu'il n'y a plus de contact à cet endroit entre le rotor et le stator, donc que les pertes par frottement y sont nulles. L'avantage de cette variante est qu'il n'est pas nécessaire de prévoir d'extension radiale complémentaire de la surface cylindrique 12 pour que le joint radial d'étanchéité 11 soit actif durant la procédure de test au montage. L'ensemble peut donc être plus 30 compact.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Élément de turbomachine comportant un stator (2), un rotor (1), un palier (3) permettant la rotation du rotor autour d'un axe (LL) en position de fonctionnement, et au moins un moyen d'étanchéité (9, 10) entre le rotor (1) et le stator (2), agencé pour être actif lorsque que le rotor (1) est dans sa position de fonctionnement par un contact radial entre un organe (11, 16) solidaire du stator (2) et un organe (12, 15) solidaire du rotor (1), le palier (3) comportant des roulements (6) entre une première (4) et une deuxième (5) bagues, l'une (4) d'entre elles étant solidaire du stator (2) et l'autre (5) étant solidaire du rotor (1), élément caractérisé en ce que la première bague (4) du palier (3) permet un glissement axial des roulements (6) et qu'elle présente une extension axiale agencée de manière à servir de surface de guidage axial du rotor (1) sur l'axe de rotation (LL) lors du montage avant que lesdits organes (11-12, 16-15) du moyen (9,10) d'étanchéité ne soient en contact.
2. 2. Élément de turbomachine selon la revendication précédente, dans lequel l'un des organes (11) dudit moyen d'étanchéité (9) est un joint radial d'étanchéité (11), par exemple un joint radial segmenté, l'autre organe (12) étant une surface cylindrique d'étanchéité (12).
3. 3. Élément de turbomachine selon la revendication 2, dans lequel le joint radial d'étanchéité (11) est radialement extérieur à la surface cylindrique d'étanchéité (12).
4. 4. Élément de turbomachine selon l'une des revendications précédente dans laquelle ladite première bague (4) du palier (3) est solidaire du stator (2).
5. 5. Élément de turbomachine selon la revendication précédente, dans lequel la première bague (4) du palier (3) s'étend axialement, dans le sens du montage, au-delà de sa partie en contact des roulements (6) dans la position de fonctionnement, sur une distance (dl ) au moins égale à celle (d3) séparant les extrémités opposées du joint radial (11) et de la surface d'étanchéité (12) en position de fonctionnement.
6. 6. Élément de turbomachine selon l'une des revendications précédentes dans lequel un capot annulaire (4, 7b) prolongeant le palier (3) dans une direction axiale est agencé pour empêcher des projections radialement divergentes de l'huile ayant lubrifié le palier (3) lorsque le rotor est en position de fonctionnement, le diamètre intérieur dudit capot annulaire étant inférieur au diamètre d'une surface cylindrique (16) de contact d'un moyen d'étanchéité (10) entre le rotor (1) et le stator(2), situé à proximité du palier (3) et du côté de l'extension axiale dudit capot annulaire(4, 7b).
7. 7. Élément selon la revendication précédente, dans lequel ledit moyen d'étanchéité (10) comporte, en direction du palier (3) et en continuité de sa partie (15) solidaire du rotor (1), une bague d'étanchéité (18) qui recouvre au moins partiellement ledit capot annulaire (4, 7b) de protection, lorsque le rotor (1) est dans la position de fonctionnement.
8. 8. Élément selon la revendication précédente, dans lequel la bague (4) radialement extérieure du palier (3) forme ledit capot annulaire de protection.
9. 9. Turbomachine comportant un élément selon l'une des revendications précédentes.
10. 10. Procédé de montage d'un élément selon l'une des revendications 1 à 7, comportant une étape dans laquelle, partant d'une position où le rotor (1) est séparé du stator (2), le rotor (1) est introduit dans le palier de manière à ce que les roulements (6) du palier rencontrent la première bague (4), puis une étape de déplacement du rotor (1) suivant l'axe de rotation (LL), guidé par le palier (3), pour l'installer en position de fonctionnement.