FR3050760A1 - Systeme de vanne de decharge pour une turbomachine d'aeronef - Google Patents

Abstract

Système de vanne (22) pour une turbomachine (1) d'aéronef, comportant au moins une vanne (24) de décharge pneumatique fixée à un carter de ladite turbomachine, au moins une électrovanne de commande de ladite vanne (24) en réponse à au moins un courant électrique, au moins un câble d'acheminement (48E, 48F) dudit courant électrique, et au moins un moyen de connexion électrique dudit câble (48E, 48F) à ladite électrovanne, caractérisé en ce que la vanne (24) comporte une partie fixe (50), fixée à demeure sur le carter et recevant l'au moins un câble d'acheminement (48E, 48F)et une partie mobile (52) configurée pour être montée ou démontée de la partie fixe (50), ladite partie mobile comportant l'électrovanne, et des premier et second moyens de connexion électrique (84E, 86E, 84F, 86F) portés respectivement par les parties fixe (50) et mobile (52) de la vanne (24) configurés pour être connectés l'un avec l'autre ou déconnectés l'un de l'autre respectivement par le fait du montage ou démontage de la partie mobile (52).

Description

Système de vanne de décharge pour une turbomachine d'aéronef L'invention se rapporte à un système de vanne pour une turbomachine d’aéronef, en particulier un système de décharge permettant de faire chuter temporairement la pression en aval d’un étage d’un compresseur haute pression de ladite turbomachine, afin d’éviter un phénomène de pompage.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

La plupart des turbomachines comportent des dispositifs de décharge qui sont destinés à éviter les phénomènes de pompage dans les compresseurs de ces turbomachines et en particulier dans les compresseurs haute pression.

En effet, dans une turbomachine, l'air est dirigé à travers plusieurs étages de compresseur jusqu'à une chambre de combustion. Lorsque l'air passe à travers les étages de compresseur successifs, la pression de l'air augmente. Sous certaines conditions, par exemple lorsque le moteur fonctionne à des régimes réduits, il peut survenir un phénomène de pompage.

Le pompage est un phénomène cyclique fondamental propre aux compresseurs dynamiques. En effet, dans un compresseur, la compression des gaz dans la veine du flux primaire est obtenue par échange d’énergie dans le gaz mis en mouvement dans des rangées d’ailettes. À l’instar d'une aile d'avion qui, sous incidence élevée et à vitesse réduite, perd sa portance et "décroche", un compresseur peut décrocher. A débit réduit, le compresseur ne permet plus de pousser le flux d'air. Comme le compresseur forme l'interface de deux réseaux à pressions différentes, à savoir respectivement un réseau d'aspiration et un réseau de refoulement, en cas de décrochage, la capacité du réseau de refoulement, qui présente la pression la plus élevée, est susceptible de se vider dans la capacité du réseau d’aspiration par un débit à contre-courant dans le compresseur.

Quand le réseau de refoulement s’est suffisamment vidé dans l’aspiration, le compresseur trouve de nouvelles conditions de fonctionnement lui permettant de rétablir le débit dans la bonne direction, jusqu’à ce qu’un nouveau cycle d’instabilité recommence.

Ces grandes fluctuations cycliques de débit, portant le nom de pompage, s’apparentent à une série de chocs dont les conséquences mécaniques peuvent être désastreuses, et provoquer, par exemple, des ruptures d’aubes, ou des vibrations de très grand niveau, avec destruction des dispositifs d’étanchéité internes sur les compresseurs en particulier centrifuges.

Pour remédier à cet inconvénient, les turbomachines actuelles comportent par conséquent des dispositifs de décharge de leurs compresseurs haute pression. Un dispositif de décharge comporte pour l'essentiel au moins une vanne, disposée au refoulement du compresseur, qui permet, pour des débits réduits, de faire chuter la pression en aval du compresseur afin d'éviter les refoulements et par conséquent d'éviter les phénomènes de pompage. L'air prélevé sur le compresseur peut être évacué à l’extérieur de la veine de flux primaire dans différents dispositifs accessoires ou, de préférence, à l'intérieur d'une veine de flux secondaire de la turbomachine par l’intermédiaire d’une grille qui débouche dans cette veine.

Une vanne de décharge est conventionnellement commandée pneumatiquement, l'ouverture de cette vanne étant commandée par de l'air sous pression pouvant être prélevé en divers points du compresseur haute pression de la turbomachine. Une telle vanne de décharge est conçue pour être en position fermée en mode de fonctionnement normal. Pour son ouverture, la vanne doit être soumise à un différentiel de pression. Par exemple, la vanne peut être alimentée avec de l'air de commande à une pression supérieure à la pression de décharge de cette vanne, c'est-à-dire avec de l'air de commande provenant d’un étage du compresseur situé en aval de ladite vanne de décharge. La fermeture de la vanne est obtenue en fermant ce débit d'air de commande de la vanne. Dans la technique actuelle, le débit d’air de commande est régulé par une électrovanne associée à chaque vanne. Chaque électrovanne, de type pneumatique, comporte une entrée reliée à un prélèvement d'air de commande dans le compresseur haute pression, et une sortie d’air de commande reliée à la vanne, qui permet d’en assurer la commande par différence avec l’air prélevé directement dans le compresseur. L’interruption du débit entre l’entrée et la sortie de l’électrovanne est commandée mécaniquement par un solénoïde.

Dans les systèmes de vannes conventionnels, tels que celui décrit dans le document FR-2.982.319-A1, la vanne de décharge est séparée de l'électrovanne qui la commande pour des considérations thermiques. En effet, la vanne est susceptible de supporter des températures élevées et peut donc être fixée directement au carter du compresseur haute pression, dont la température peut dépasser les 400°. L’électrovanne comporte, quant à elle, des composants sensibles à la chaleur, tels qu’un solénoïde, qui ne peuvent supporter une telle température.

Toutefois, les récents développements de turbomachines de petites dimensions tendent à envisager une évolution des systèmes de vannes vers une intégration des électrovannes aux vannes.

En effet, de telles turbomachines comportent des carters de compresseur haute pression à la surface desquels l’espace disponible pour l'ajout d'équipements est réduit.

Par exemple, un tel carter comporte des orifices pour l’inspection endoscopique des aubes du compresseur. Le carter peut aussi comporter un dispositif VBV (acronyme de l'expression anglo-saxonne Variable Bleed Valve), agencé entre le compresseur basse pression et le compresseur haute pression, qui permet d'extraire du flux de l’air chargé de particules, comme de l’eau, de la grêle, du sable ou de la poussière, qui auraient été aspirées par le moteur afin de protéger le compresseur haute pression et la chambre de combustion de la turbomachine. Le carter peut enfin comporter un dispositif HPTACC Valve (acronyme de l'expression anglo-saxonne High Pressure Turbine Active Clearance Control Valve) comportant des prélèvements d'air effectués sur la soufflante et le compresseur haute pression, l'air issu de ces prélèvements étant mélangé et dosé de manière à parvenir à une température désirée, puis acheminé par des tubes courant notamment le long des carters des compresseurs jusqu’au carter de turbine haute pression, afin de de contracter ou d'expandre sélectivement ce carter de turbine haute pression, de manière à optimiser le jeu entre ce carter et les aubes de la turbine haute pression. Le principal intérêt de ce dispositif est d'optimiser la consommation de carburant de la turbomachine.

Il est donc malaisé, dans une turbomachine de petites dimensions, d'utiliser un système de vanne dans lequel les vannes et les électrovannes sont séparées.

Outre les considérations d'encombrement spécifiques à ces turbomachines de petite taille, une séparation des vannes et des électrovannes augmente plus généralement la complexité de montage de toute turbomachine, et/ou la complexité des interventions qui y sont réalisées en cas de démontage de tout ou partie du système de vanne.

Il existe donc un besoin pour une nouvelle conception compacte d'un système de vanne, permettant un montage selon un encombrement réduit et un remplacement rapide de ses éléments.

EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention satisfait donc à ce besoin en proposant un système de vanne pour une turbomachine d'aéronef, comportant au moins une vanne à commande pneumatique apte à être fixée à un carter de ladite turbomachine et à permettre un passage de gaz traversant ledit carter au travers de ladite vanne, au moins une électrovanne de commande configurée pour commander électriquement ladite vanne en réponse à au moins un courant électrique, au moins un câble d'acheminement dudit courant électrique, et au moins un moyen de connexion électrique dudit câble à ladite électrovanne, caractérisé en ce que la vanne comporte une partie fixe, configurée pour être fixée à demeure sur le carter, ladite partie fixe recevant au moins un câble d'acheminement dudit courant électrique, et une partie mobile configurée pour être montée ou démontée de la partie fixe, ladite partie mobile comportant l'électrovanne, et des premier et second moyens de connexion électrique portés respectivement par les parties fixe et mobile de la vanne et qui sont configurés pour être connectés l'un avec l'autre ou déconnectés l'un de l'autre respectivement par le fait du montage ou démontage de la partie mobile.

Une telle conception permet de proposer un système de vanne dont toutes les parties actives pneumatique et électrique, c’est-à-dire respectivement la vanne pneumatique et l’électrovanne peuvent être démontées et échangées rapidement, sans nécessiter de déconnecter le système de vanne d’un harnais électrique du moteur, et par conséquent sans nécessiter de démontage intégral du système de vanne. Cette conception permet de simplifier considérablement les opérations de maintenance d’une telle vanne.

Selon d'autres caractéristiques du système de vanne : - les parties fixe et mobile comportent des faces respectives de fixation configurées pour être assemblées l’une à l’autre dans un plan de fixation et les premier et second moyens de connexion électrique sont agencés sensiblement au voisinage dudit plan de fixation, - le câble d'acheminement est un harnais d'alimentation électrique de la turbomachine, et : • le premier moyen de connexion électrique comporte au moins une cosse du harnais, qui est reçue dans un logement de la partie fixe, qui est fixée audit logement, et dont une face supérieure affleure dans le plan de la face de fixation de la partie fixe de la vanne, • le second moyen de connexion électrique comporte au moins un contact qui affleure dans le plan de la face de fixation de la partie mobile de la vanne, et qui est configuré pour entrer en contact avec la face supérieure de ladite au moins une cosse, - au moins un élément élastique est interposé entre le logement de la partie fixe et la cosse pour solliciter ladite cosse en direction du contact de la partie mobile, - le câble d'acheminement est configuré pour être relié de manière amovible à un harnais d'alimentation électrique de la turbomachine, et les premier et second moyens de connexion électrique comportent des premier et second connecteurs complémentaires, qui sont configurés pour coopérer l'un avec l'autre sensiblement au voisinage du plan de fixation des parties fixe et mobile de la vanne, - les faces de fixation des parties fixes et mobiles de la vanne comportent au moins deux paires de premier et second moyens de connexion électrique connectés l'un à l'autre dans une première position assemblée dite de service de la partie mobile de la vanne, chaque paire alimentant une voie d’un solénoïde de l’électrovanne, et lesdites paires sont agencées symétriquement par rapport à un axe de symétrie des surfaces de fixation qui est perpendiculaire au plan de fixation, pour permettre un montage de la partie mobile selon une seconde position assemblée dite de test des voies de l’électrovanne dans laquelle la partie mobile de la vanne est pivotée de 180° autour dudit axe de symétrie par rapport à sa position de service, le premier moyen de connexion électrique de chaque paire étant connecté avec le second moyen de connexion électrique de l'autre paire. - le système de vanne comporte un moyen de détrompage de la position de la partie mobile de la vanne par rapport à la partie fixe dans sa position de service, - des moyens de fixation de la partie mobile sur la partie fixe comportent au moins deux premiers moyens de vis identiques agencés symétriquement par rapport à l’axe de symétrie, et le moyen de détrompage comporte un second moyen de vis ne comportant pas de moyen de vis symétrique par rapport à l’axe de symétrie, - une extrémité supérieure de la partie mobile est configurée pour être agencée, dans la position de service de ladite partie mobile, avec un jeu réduit par rapport à un organe de la turbomachine configuré pour être monté sur la turbomachine après le positionnement de la vanne, et le moyen de détrompage comporte au moins un élément qui est porté par l’extrémité supérieure de la partie mobile, qui est excentré par rapport à l’axe de symétrie, et qui est configuré, dans la position de test, pour occuper au moins en partie la position réservée audit organe dans la position de service, afin d’interdire le montage dudit organe. L’invention concerne aussi un procédé de montage d’une vanne sur une turbomachine d’aéronef, la vanne étant une vanne du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu’il comporte : - une première étape au cours de laquelle on monte la partie fixe de la vanne sur le carter de la turbomachine, ladite partie fixe étant dépourvue de câble d’acheminement ou bien comportant un câble prémonté, - une deuxième étape au cours de laquelle on fixe chaque câble d’acheminement issu du harnais sur la partie fixe ou bien on branche chaque câble prémonté sur le harnais, - une troisième étape au cours de laquelle on positionne la partie mobile sur la partie fixe, en vérifiant sa position à l’aide du moyen de détrompage, - une quatrième étape au cours de laquelle on fixe la partie mobile sur la partie fixe à l’aide des moyens de fixation. L’invention concerne enfin un procédé de test des voies d’un solénoïde d’une électrovanne d’une vanne de turbomachine d’aéronef, la vanne étant une vanne du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu’il comporte : - une première étape au cours de laquelle on démonte les moyens de fixation de la partie mobile de la vanne sur la partie fixe de la vanne, - une deuxième étape au cours de laquelle on pivote la partie mobile de la vanne de 180° autour de l’axe de symétrie de son plan de fixation pour inverser l’alimentation des voies du solénoïde, - une troisième étape au cours de laquelle on teste le fonctionnement du solénoïde avec ses voies inversées.

PRESENTATION DES DESSINS L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une demi-vue schématique d’une turbomachine ; - la figure 2 est une vue schématique d'une partie amont d’une turbomachine comportant un système de vanne selon l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique illustrant le principe de fonctionnement d’un système de vanne conventionnel formant un système de décharge pour une turbomachine ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'une vanne pour un système de vanne selon l'invention ; - la figure 5 est une vue schématique en perspective de la vanne de la figure 4 et d'un premier mode de réalisation de ses connexions ; - la figure 6 est une vue de détail en coupe du premier mode de réalisation des connexions ; - la figure 7 est une vue schématique en perspective de la vanne de la figure 4 et d'un second mode de réalisation de ses connexions ; - la figure 8 est une vue illustrant le branchement du second mode de réalisation des connexions ; - la figure 9 est une vue schématique en perspective de la vanne au cours d'un procédé de test de connexion de ses voies ; - les figures 10A et 10B sont des vues schématiques en coupe transversales illustrant le fonctionnement d'un premier mode de réalisation de moyens de détrompage de la vanne ; - les figures 11A et 11B sont des vues schématiques de côté illustrant le fonctionnement d'un second mode de réalisation des moyens de détrompage de la vanne.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.

On a représenté à la figure 1 une turbomachine 1 d’axe A.

De manière connue, la turbomachine 1 comporte, d'amont en aval, ce qui correspond de la gauche vers la droite de la figure 1, une soufflante 2, un compresseur basse pression 3, un compresseur haute pression 4 , une chambre de combustion 5, une turbine haute pression 6, une turbine basse pression 7, un plug 8 et une tuyère 9 par laquelle les gaz brûlés sont évacués dans l'atmosphère. La turbomachine 1 comporte un carter 11 de la soufflante, ce carter 11 étant agencé en amont d’un carter structurant 13, qui lui-même est placé en amont d’un carter externe 14 de flux secondaire connu sous l’acronyme anglo-saxon de « outer fan duct >>. Ce carter externe 14 de flux secondaire entoure un premier carter interne 15 de flux secondaire, connu sous l’acronyme anglo-saxon de « inner fan duct >> qui définit une veine secondaire 16. Le premier carter interne 15 de la veine secondaire 16 entoure un carter 17 du compresseur basse pression 3 et un carter 19 du compresseur haute pression 4, qui définissent, avec un deuxième carter interne 18 de flux primaire, une veine primaire 20.

On a représenté sur la figure 2 de manière schématique une partie avant 12 de la turbomachine 1. De la droite vers la gauche de la figure 2, on retrouve le carter de soufflante 11 et le carter structurant 13. Les carters externe 14 et interne 15 de flux secondaire n’ont pas été représentés pour permettre d’apercevoir le carter 19 du compresseur haute pression. Un boîtier d'accessoires ou AGB, acronyme correspondant à l'expression anglo-saxonne Accessory Gear Box, est fixé radialement au carter structurant 13 et reçoit différents organes (non visibles) tels qu'un démarreur et / ou un alternateur de la turbomachine qui sont destinés à être accouplés à un rotor basse pression de la turbomachine par l'intermédiaire d’engrenages.

Le carter 19 du compresseur haute pression reçoit de manière connue un système de décharge, constitué d’un système de vanne 22 comportant une vanne de décharge 24 fixée latéralement au carter 19.

La figure 3 représente le principe de fonctionnement d’un tel système de vanne 22 connu de l’état de la technique.

Dans l'exemple représenté ici à titre d’exemple, la turbomachine comprend deux vannes de décharge 24A, 24B (aussi notées HBV1 et HBV2, acronymes de Handling Bleed Valve) qui sont fixées au carter 19, lequel reçoit en outre une vanne 26 de prélèvement d'air pour la commande de jeux dans la turbomachine (HPTACC, acronyme de High Pressure Turbine Active Clearance Control). Les vannes de décharge 24A, 24B sont montées sur le carter 19 du compresseur haute pression de la turbomachine et permettent de décharger de l'air du flux primaire - à une pression PO - s'écoulant dans ce compresseur, vers le flux secondaire F2 parcourant la veine secondaire 16 précédemment décrite à la figure 1.

Les vannes de décharge 24A, 24B et de prélèvement 26 sont à commande pneumatique, et elles sont conçues pour être en position fermée en mode de fonctionnement normal. Les vannes de décharge 24A, 24B, 26 doivent être alimentées avec de l’air à une pression P1 supérieure à la pression de décharge PO pour commander leur ouverture. Leur fermeture est obtenue en reliant à l'ambiant l’alimentation en air sous pression des vannes. Conventionnellement, chaque vanne de décharge 24A, 24B comprend à cet effet une chambre qui, lorsqu’elle est alimentée en air à une pression PI, provoque le déplacement d'un organe mobile, tel qu'un piston, depuis une position de fermeture de la vanne jusqu’à une position d’ouverture de celle-ci, dans laquelle de l'air à pression PO du compresseur est déchargé dans le flux secondaire.

Les vannes 24A, 24B et 26 sont commandées par des électrovannes 28A, 28B et 30, respectivement, qui sont toutes montées dans un boîtier 32 commun appelé PCU (acronyme de Pneumatic Control Unit) qui est agencé dans une nacelle de la turbomachine, dans laquelle la température ambiante est inférieure à celle du moteur, car les électrovannes 28A, 28B et 30 sont sensibles à la chaleur. En effet, le carter 19 du compresseur haute pression est soumis à une température élevée, généralement supérieure à 400° tandis que l’air ambiant autour de ce carter 19 avoisine sensiblement les 200°, la température diminuant dans la nacelle à mesure que l’on s’éloigne de l’axe de la turbomachine. Il n’est donc selon cette conception pas envisageable de monter le boîtier PCU 32 directement au contact du carter 19 du compresseur haute pression.

Chaque électrovanne 28A, 28B comprend une première entrée 36 reliée à des moyens 38 de prélèvement d’air à la pression P1 dans le compresseur de la turbomachine, une seconde entrée 40 reliée à l’atmosphère ambiante Pamb, et une sortie 42 reliée à une entrée 44 de la vanne 24A ou 24B, en particulier à l’entrée de la charnbre précitée de cette vanne. Le boîtier PCU 32 comprend des moyens de commande électrique des électrovannes 28A, 28B, ces moyens pouvant appliquer un premier signal à une électrovanne 28A, 28B pour commander son ouverture, c’est-à-dire la liaison de sa première entrée 36 alimentée en air sous pression PI avec sa sortie 42 reliée à la vanne de décharge 24A ou 24B, et un second signal pour commander la fermeture de l’électrovanne 28A, 28B, c'est-à-dire la liaison de sa seconde entrée 40 reliée à l'atmosphère ambiante Pamb avec sa sortie 42 reliée à la vartne de décharge. Ainsi, les vannes 24A, 24B s'ouvrent lorsque les électrovannes 28A, 28B sont ouvertes et qu'elles sont alimentées avec de l'air à une pression P1, supérieure à la pression de décharge PO. De l'air de décharge passe alors à travers les vannes depuis le flux primaire du compresseur jusque dans le flux secondaire F2 de la turbomachine. Les vannes 24A, 24B se ferment lorsque les électrovannes 28A, 28B sont fermées et qu'elles sont reliées à l'atmosphère ambiante Pamb via les électrovannes 28A, 28B.

Comme on peut le voir sur la figure 2, l'encombrement est un critère déterminant en ce qui concerne l’implantation d’une vanne de décharge 24 à la surface du carter 19 du compresseur haute pression. En effet, dans le cas d'un moteur de petites dimensions, l'espace disponible pour l'implantation de cette vanne de décharge est particulièrement réduit. Par exemple, le carter 19 du compresseur haute pression reçoit également des orifices 41 destinés à permettre l'examen des aubes du compresseur haute pression par voie endoscopique, une zone 43 destinée à l'implantation d'un dispositif VBV (acronyme de l'expression anglo-saxonne Variable Bleed Valve) destiné à permettre l'évacuation de poussière et de corps étrangers aspirés par la soufflante afin d'éviter qu'il ne détériorent les aubes du compresseur haute pression et la chambre de combustion, et des conduites 46 destinées à permettre l’acheminement de l'air prélevé par au moins une vanne HPTACC (acronyme de l'expression anglo-saxonne High Pressure Turbine Active Clearance Control) en direction du carter (non visible sur la figure 2) de la turbine haute pression de la turbomachine afin de contrôler de manière dynamique les jeux entre ce carter et les aubes de la turbine haute pression dans le but d'optimiser la consommation de carburant de la turbomachine.

Dans un système de décharge conventionnel comportant un système de vanne 22, la vanne de décharge 24 est séparée de l'électrovanne qui la commande pour des considérations thermiques qui ont été énoncées ci-dessus. Cette configuration impose de disposer d'emplacements spécifiques pour la vanne 24, pour l'électrovanne qui la commande, et pour les conduits pneumatiques qui relient l'électrovanne à la vanne. Cette configuration est donc particulièrement inadaptée à une turbomachine de taille réduite.

Par ailleurs, plus généralement, cette configuration complique sensiblement les opérations de maintenance sur la turbomachine 1 puisqu'elle implique, en cas de remplacement des organes du système de vanne 22 formant le système de décharge, un démontage indépendant de chacun de ces organes. L'invention remédie à ces inconvénients en proposant un système de vanne 22 formant système de décharge et comportant une vanne 24 intégrant l'électrovanne qui la commande.

Ainsi, comme l’illustre la figure 2, l'invention propose un système de vanne 22 pour une turbomachine 1 d'aéronef comportant au moins une vanne 24 à commande pneumatique apte à être fixée au carter 19 et à permettre un passage de gaz traversant le carter 19 au travers de ladite vanne 24, au moins une électrovanne intégrée à la vanne 24, au moins un câble d'acheminement 48 d'un courant électrique d'alimentation de l'électrovanne, et au moins un moyen de connexion électrique dudit câble 48 à ladite électrovanne.

Plus particulièrement, l'invention propose avantageusement un système de vanne 22 du type décrit précédemment, caractérisé en ce que, comme l'illustre la figure 4, la vanne 24 comporte une partie fixe 50 configurée pour être fixé à demeure sur le carter 19, et une partie mobile 52 configurée pour être démontée de la partie fixe 50 ou montée sur la partie fixe 50, qui comporte l'électrovanne 28.

Comme on le verra dans la suite de la présente description, la partie fixe 52 reçoit au moins un câble d'acheminement 48 ou 48A, 48B, 48C, 48D du courant électrique, et des premiers et seconds moyens de connexion électrique, porté respectivement par les parties fixe 50 et mobiles 52 de la vanne 24 qui sont configurés pour être connectés l'un avec l'autre de manière que le montage de la partie mobile 52 sur la partie fixe 50 réalise automatiquement la connexion de ces premiers et seconds moyens de connexion électrique.

Comme on le voit sur la figure 4, la partie fixe 50 comporte par exemple une embase 54 dont une face inférieure 56 est destinée à être fixée sur le carter 19 de la turbomachine. Cette partie fixe 50 comporte aussi un mamelon 58 tubulaire destiné à permettre le branchement d'un tube d'air sur le carter 19 de la turbomachine en aval de la vanne 24 pour fournir la pression PI précédemment décrite nécessaire à l'actionnement de la vanne 24.

Comme l'illustre la figure 4, la partie fixe 50 comporte une face supérieure 60 de fixation qui est destinée à recevoir une face inférieure 62 de fixation de la partie fixe 52. Ces faces respectives de fixation 60, 62 sont donc configurées pour être assemblés l'une à l'autre dans un plan de fixation P.

Comme on peut le constater sur la figure 4, cette configuration est particulièrement avantageuse car l'électrovanne intégrée 24 est portée par la partie mobile 52 et n'est donc pas agencée directement au contact du carter 19 de la turbomachine. De la sorte, ses composants internes, et en particulier un solénoïde interne qui est particulièrement sensible à la chaleur, ne sont pas soumis à la température élevée du carter 19 mais à la température inférieure régnant autour de ce carter.

La figure 5 illustre un premier mode de réalisation de la vanne 24 associé à un harnais d'alimentation électrique de la turbomachine. L'électrovanne précédemment décrite étant alimentée de manière conventionnelle par deux voies électriques, le branchement de la partie fixe 50 au harnais étant réalisé au niveau même de ladite partie fixe 50. Ainsi, chaque voie comporte deux câbles 48A, 48B et48C, 48D respectivement qui interrompent le harnais d'alimentation électrique de la turbomachine, chaque paire de câbles 48A, 48B et 48C, 48D alimentant une des voies de l'électrovanne.

La figure 6 illustre dans ce mode de réalisation le détail des premier et second moyens de connexion électrique portés respectivement par les parties fixe 50 et mobile 52 et permettant leur connexion électrique par le fait du montage de la partie mobile 52 sur la partie fixe 50.

Le premier moyen de connexion électrique 64 comporte une cosse 66 fixée à l'extrémité du câble d'acheminement 48A, 48B, 48C, 48D. Cette cosse 66 est reçue dans un logement 68 formé dans un bornier 70 porté par la partie fixe 50 de la vanne 24. Sur la figure 5, le bornier 70 a été représenté en périphérie de la partie fixe 50, mais il sera compris que cette configuration n'est pas limitative de l'invention. Le câble d'acheminement 48A, 48B, 48C, 48D sort du bornier 70 par l'intermédiaire d'unè ouverture 72 pratiquée dans celui-ci, comme représenté aux figures 5 et 6.

La cosse 66 est fixée au logement 68. Tout mode de fixation de la cosse 66 peut être envisagé, du moment qu'il réalise une mobilisation satisfaisante de la cosse 66. Sur la figure 6, on a représenté une cosse 66 qui est traversée par un élément d'immobilisation axiale telle qu'une vis 74 qui est vissée dans le bornier 70, mais il sera compris que cette configuration n'est pas limitative de l'invention et que par exemple la cosse 66 peut-être encliquetée dans le logement 68 du bornier 70. La partie mobile 52 comporte une partie 76 agencée en regard du bornier 70 dont une face inférieure comporte un contact 78 qui affleure dans le plan de la face de fixation 62 de la partie mobile 52, et qui est configuré pour entrer en contact avec la face supérieure de la cosse 66. Le contact est donc réalisé dès lors que la partie supérieure 52 de la vanne 24 est fixée sur la partie inférieure 50, la partie supérieure 52 et la partie inférieure 50 comportant des moyens de fixation mutuelle, par exemple des vis et des taraudages complémentaires (non visibles) permettant d'assurer la fixation de ces deux parties 50, 52 l’une à l'autre.

De préférence, dans ce premier mode de réalisation de la vanne 24, au moins un élément élastique 80 est interposé entre le logement 68 du bornier 70 et la cosse 66 pour solliciter la cosse 66 en direction du contact 78 de la partie mobile 52. Sur la figure 6, on a représenté à titre d'exemple un joint annulaire élastomère 80 qui est interposé entre une face de fond 82 du logement 68 et la cosse 66 autour de la vis 74, ce joint annulaire 80 étant susceptible de solliciter la cosse 66 en direction du contact 78.

La figure 7 illustre un second mode de réalisation de la vanne 24 dans lequel les deux voies de l'électrovanne de la vanne 24 comportent des câbles d'acheminement 48E, 48F qui sont configurés pour être reliés de manière amovible au harnais d'alimentation électrique de la turbomachine, extérieurement à la vanne 24. Dans ce mode de réalisation, il sera donc compris que les premières connexions électriques n'interrompent pas le harnais de la turbomachine, les premières connexions électriques étant reliées à demeure aux câbles d'acheminement 48E, 48F, qui sont prémontés avec la partie inférieure 50 et qui sont branchés au harnais de la turbomachine seulement après l'installation de la partie inférieure 50 sur le carter 19.

Dans cette configuration, les premiers et second moyens de connexion électrique de chaque voie comportent des premiers connecteurs 84E, 84F et des seconds connecteurs 86E, 86F. Sur la figure 8, on a représenté les premiers connecteurs 84E, 84F de la partie fixe 50 sous forme de connecteurs femelles destinés à recevoir des connecteurs 86E, 86F mâles qui s'étendent à partir de la partie mobile 52 de la vanne 24, mais il sera compris que cette configuration n'est pas limitative de l'invention.

Comme on l'a vu, quel que soit le mode de réalisation envisagé pour la vanne 24, la face de fixation 60 de la partie fixe 50 et la face de fixation 62 de la partie mobile 52 comportent deux paires de premier et second moyens de connexion électrique connectés l'un à l'autre.

Ainsi, dans le premier mode de réalisation, les faces de fixation 60, 62 comportent au moins deux paires de premier et second moyens de connexion électrique 66, 68, et dans le second mode de réalisation, les faces de fixation 60, 62 comportent deux paires 88, 90 de premier et second moyens de connexion électrique 84E, 86E, et 84F, 86F respectivement, qui sont connectés dans une position de service de la partie mobile 52 de la vanne 24, chaque paire 88, 90 alimentant une voie d'un solénoïde (non visible) de l'électrovanne de la vanne 24, dans la position qui a été représentée aux figures 5 et 7.

Il est particulièrement avantageux de profiter du fait que la connexion de ces premiers et seconds moyens de connexion électrique est obtenue par l'assemblage de la partie mobile 52 sur la partie 50 pour proposer un moyen de test des voies de l'électrovanne 28 de la vanne 24. À cet effet, comme l’illustre par exemple la figure 8 en relation avec le deuxième mode de réalisation de l’invention, les paires 88, 90 de premier et second moyens de connexion électrique sont agencées symétriquement par rapport à un axe S de symétrie qui est perpendiculaire au plan P de fixation pour permettre un montage de la partie mobile 52 selon une seconde position assemblée dite de test des voies de l'électrovanne, représentée à la figure 9, dans laquelle la partie mobile 52 de la vanne 24 est pivotée de 180° autour dudit axe S de symétrie par rapport à sa position de service de la figure 8, le premier moyen de connexion électrique de chaque paire 88 étant connecté avec le second moyen de connexion électrique de l'autre paire 90, et réciproquement. Dans cette position de test, le premier moyen de connexion électrique 84E de la partie fixe 50 est connecté avec le second moyen de connexion électrique 86F de la partie mobile 52 et le premier moyen de connexion électrique 84F de la partie fixe 50 est connecté avec le second moyen de connexion électrique 86E de la partie mobile 52.

Dans cette configuration, les voies d'un solénoïde de l'électrovanne de la vanne 24 peuvent être testées selon un procédé comportant une première étape au cours de laquelle on démonte les moyens de fixation de la partie mobile 52 de la vanne 24 sur la partie fixe 50 de la vanne. Puis, au cours d'une deuxième étape, on pivote la partie mobile 52 de la vanne 24 de 180° autour de l'axe S de symétrie de son plan et de fixation pour inverser l'alimentation des voies de son solénoïde. Enfin, au cours d'une troisième étape, on teste le fonctionnement du solénoïde avec ses voies inversées.

Une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention est que la vanne 24 comporte un moyen de détrompage de la position de la partie mobile de la vanne 52 par rapport à la partie fixe 50 dans sa position de service afin d'identifier la position de service de la vanne et d'éviter un montage inversé.

Selon un premier mode de réalisation de ces moyens de détrompage, il est possible de tirer parti de moyens de fixation à vis de la partie mobile 52 sur la partie fixe 50 pour réaliser ces premiers moyens de détrompage. Par exemple, on a représenté à la figure 10A la face de fixation 60 de la partie fixe 50 pourvue d'une série de premiers moyens de vis 92, par exemple des taraudages, répartis angulairement de manière régulière et sur un même diamètre autour de l'axe S de symétrie du plan de fixation. Ces taraudages 92 sont agencés symétriquement par paires par rapport à l'axe S de symétrie du plan P de fixation. Les premiers moyens de détrompage comportent un second moyen de vis 94 ne comportant pas de moyen de vis symétrique par rapport à l'axe S de symétrie. De ce fait, ce second moyen de vis 94, qui est par exemple lui aussi un taraudage, n'est susceptible de recevoir une vis complémentaire 96 que dans une position univoque de la partie mobile 52 par rapport à la partie 50 correspondant à la position de service, comme représenté à la figure 10A. Dans la position de test, le montage inversé de la partie mobile 52 par rapport à la partie 50 ne permet pas à la vis 96 de pénétrer dans le taraudage 94 associé, comme représenté à la figure 10B, ce qui permet d’identifier un montage incorrect.

Selon un second mode de réalisation des moyens de détrompage, il est possible de tirer parti de la configuration de la turbomachine 1, et plus particulièrement de l'espace disponible entre la vanne 24 et un organe de la turbomachine . Dans le cas présent, il est avantageux de tirer parti de l'espace disponible entre la vanne 24 et le premier carter interne 15 du flux secondaire de la soufflante, quand ceux-ci sont agencés avec un jeu réduit J, pour déterminer la position correcte de montage de la partie mobile 52 sur la partie fixe 50, comme cela a été représenté sur les figures 11A et 11 B. Comme l'illustre la figure 11A, une extrémité supérieure 98 de la partie mobile 52 est configurée pour être agencée, dans la position de service de la partie mobile 52 qui a été représentée à la figure 11A, avec un jeu réduit J par rapport à un organe de la turbomachine configuré pour être monté sur la turbomachine après le positionnement de la vanne 24. Il s’agit ici en l'occurrence d'une paroi du premier carter interne 15 de flux secondaire, qui est amovible et qui est destiné à être monté après la vanne 24 pour fermer l'accès à l’environnement de ladite vanne 24. Les traits pointillés 100 illustrent la position de ce carter 15. Le moyen de détrompage comporte au moins un élément qui est porté par l'extrémité supérieure 98 de la partie mobile 52, qui est excentré par rapport à l'axe de symétrie S, et qui est configuré dans la position de test, pour occuper au moins en partie la position 100 réservée au carter interne 15 dans la position de service, en interdisant de ce fait le montage du carter interne 15 de flux secondaire. De ce fait, l'interdiction du montage du carter interne 15 de flux secondaire permet de déterminer un montage incorrect de la partie mobile 52 sur la partie 50 de la vanne 24. L’élément peut faire partie de l’extrémité supérieure 98 de la partie mobile, et/ou y être rapporté.

Sur les figures 11A et 11 B, on a représenté à titre d'exemple non limitatif deux éléments, à savoir un premier élément constitué d'une partie 102 à plan incliné formée sur l’extrémité supérieure 98 de la partie mobile 52, et un second élément 104 constitué d’un joint porté par cette partie 102 à plan incliné, qui sont tous deux configurés pour, dans la position de test, occuper la position 100 réservée au carter interne 15 dans la position de service. Il sera compris que l'élément pourrait être constitué de la seule partie 102 de l'extrémité supérieure 98 dépourvue de joint, ou seulement du joint 104, la partie 102 n’occupant pas la position 100 réservée au carter interne 15 dans la position de service et demeurant en dessous de cette position. L’élément pourrait encore être constitué de tout autre élément occupant une position relative par rapport à la position 100 différente une fois que la partie mobile 52 ait été pivotée de 180°.

Dans cette configuration, la vanne 24 peut être montée sur le carter 19 du compresseur haute pression de la turbomachine selon quatre étapes successives.

Au cours d'une première étape, on monte la partie fixe 50 de la vanne sur le carter 19 de la turbomachine, la partie fixe 50 étant, selon le mode de réalisation considérée de la vanne 24 pourvue ou non d'un câble d'acheminement prémonté. Puis au cours d'une deuxième étape, on branche le câble d'acheminement. Si le câble d'acheminement est constitué des câbles 48A, 48B, 48C, 48D du harnais, on effectue le branchement directement dans les borniers 70 et, dans le cas contraire, on relie les câbles d'acheminement 48E et 48F déjà prémontés sur la partie fixe 50 audit harnais.

Puis, au cours d'une troisième étape on positionne la partie mobile 52 sur la partie fixe 50, sa position étant assuré à l'aide du moyen de détrompage choisi. Enfin, au cours d'une quatrième étape, on fixe la partie mobile 52 sur la partie fixe 50 à l'aide des moyens de fixation. L'invention propose une conception d'un système de vanne 22 formant un système de décharge 22 pour une turbomachine 1 qui est particulièrement avantageuse en termes d’encombrement réduit adapté à des turbomachines de petites dimensions et en simplifiant considérablement les opérations de maintenance d'un tel système de vanne 22.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Système de vanne (22) pour une turbomachine (1) d'aéronef, comportant au moins une vanne (24) à commande pneumatique apte à être fixée à un carter (19) de ladite turbomachine et à permettre un passage de gaz traversant ledit carter (19) au travers de ladite vanne (24), au moins une électrovanne (28) de commande configurée pour commander pneumatiquement ladite vanne (24) en réponse à au moins un courant électrique, au moins un câble d'acheminement (48A, 48B, 48C, 48D, 48E, 48F) dudit courant électrique, et au moins un moyen de connexion électrique dudit câble (48A, 48B ; 48C, 48D, 48E, 48F) à ladite électrovanne, caractérisé en ce que la vanne (24) comporte une partie fixe (50), configurée pour être fixée à demeure sur le carter (19), ladite partie fixe (50) recevant au moins un câble d'acheminement dudit courant électrique(48A, 48B ; 48C, 48D, 48E, 48F), et une partie mobile (52) configurée pour être montée ou démontée de la partie fixe (50), ladite partie mobile comportant l'électrovanne (28), et des premier et second moyens de connexion électrique (66, 78, 84E, 86E, 84F, 86F) portés respectivement par les parties fixe (50) et mobile (52) de la vanne (24) et qui sont configurés pour être connectés l'un avec l'autre ou déconnectés l'un de l'autre respectivement par le fait du montage ou démontage de la partie mobile (52).
2. 2. Système de vanne (22) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les parties fixe (50) et mobile (52) comportent des faces respectives de fixation (60, 62) configurées pour être assemblées l’une à l’autre dans un plan (P) de fixation et en ce que les premier et second moyens de connexion électrique (66, 78, 84E, 86E, 84F, 86F) sont agencés sensiblement au voisinage dudit plan (P) de fixation.
3. 3. Système de vanne (22) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le câble d'acheminement (48A, 48B, 48C, 48D) est un harnais d'alimentation électrique de la turbomachine, et en ce que : - le premier moyen de connexion électrique comporte au moins une cosse (66) du harnais, qui est reçue dans un logement (68) de la partie fixe (50), qui est fixée audit logement (68), et dont une face supérieure affleure dans le plan (P) de la face (60) de fixation de la partie fixe (50) de la vanne (24); - le second moyen de connexion électrique comporte au moins un contact (78) qui affleure dans le plan de la face (62) de fixation de la partie mobile (52) de la vanne, et qui est configuré pour entrer en contact avec la face supérieure de ladite au moins une cosse (66).
4. 4. Système de vanne (22) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins un élément élastique (80) est interposé entre le logement (68) de la partie fixe (50) et la cosse (66) pour solliciter ladite cosse (66) en direction du contact (78) de la partie mobile (52).
5. 5. Système de vanne (22) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le câble d'acheminement (48E, 48F) est configuré pour être relié de manière amovible à un harnais d'alimentation électrique de la turbomachine, et en ce que les premier et second moyens de connexion électrique comportent des premier et second connecteurs complémentaires (84E, 86E, 84F, 86F), qui sont configurés pour coopérer l'un avec l'autre sensiblement au voisinage du plan (P) de fixation des parties fixe (50) et mobile (52) de la vanne (24).
6. 6. Système de vanne (22) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces (60, 62) de fixation des parties fixes (50) et mobiles (52) de la vanne (24) comportent au moins deux paires (88, 90) de premier et second moyens de connexion électrique connectés l'un à l'autre dans une première position assemblée dite de service de la partie mobile (52) de la vanne (24), chaque paire (88, 90) alimentant une voie d’un solénoïde de l’électrovanne (28), et en ce que lesdites paires (88, 90) sont agencées symétriquement par rapport à un axe (S) de symétrie des faces de fixation (60, 62), qui est perpendiculaire au plan (P) de fixation, pour permettre un montage de la partie mobile (52) selon une seconde position assemblée dite de test des voies de l’électrovanne (28) dans laquelle la partie mobile (52) de la vanne est pivotée de 180° autour dudit axe de symétrie (S) par rapport à sa position de service, le premier moyen de connexion électrique de chaque paire (88, 90) étant connecté avec le second moyen de connexion électrique de l'autre paire.
7. 7. Système de vanne (22) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de détrompage (96, 102, 104) de la position de la partie mobile (52) de la vanne (24) par rapport à la partie fixe (50) dans sa position de service.
8. 8. Système de vanne (22) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que des moyens de fixation de la partie mobile (52) sur la partie fixe (50) comportent au moins deux premiers moyens (92) de fixation identiques agencés symétriquement par rapport à l’axe (S) de symétrie, et en ce que le moyen de détrompage comporte un second moyen de fixation (96) ne comportant pas de moyen de fixation symétrique par rapport à l’axe (S) de symétrie.
9. 9. Système de vanne (22) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’une extrémité supérieure (98) de la partie mobile (52) est configurée pour être agencée, dans la position de service de ladite partie mobile, avec un jeu réduit (J) par rapport à un organe (15) de la turbomachine configuré pour être monté sur la turbomachine après la vanne, et en ce que le moyen de détrompage comporte au moins un élément (102, 104) qui est porté par l’extrémité supérieure (98) de la partie mobile (52), qui est excentré par rapport à l’axe (S) de symétrie, et qui est configuré, dans la position de test, pour occuper au moins en partie la position (100) réservée audit organe (15) dans la position de service afin d’interdire le montage dudit organe (15).
10. 10. Procédé de montage d’une vanne (24) sur une turbomachine (1) d’aéronef, la vanne étant une vanne (24) d’un système de vanne (22) selon l’une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte ; - une première étape au cours de laquelle on monte la partie fixe (50) de la vanne sur un carter (19) de la turbomachine (1). ladite partie fixe (50) étant dépourvue de câble d’acheminement (48A, 48B, 48C, 48D) ou bien comportant un câble (48E, 48F) prémonté, - une deuxième étape au cours de laquelle on fixe chaque câble d’acheminement (48A, 48B, 48C, 48D) issu du harnais sur la partie fixe (50) ou bien on branche chaque câble prémonté (48E, 48F) sur le harnais, - une troisième étape au cours de laquelle on positionne la partie mobile (52) sur la partie fixe (50), en vérifiant sa position à l’aide du moyen de détrompage (96, 102), - une quatrième étape au cours de laquelle on fixe la partie mobile (52) sur la partie fixe (50) à l’aide des moyens de fixation (92).
11. 11. Procédé de test des voies d’un solénoïde d'une électrovanne (28) d’une vanne (24) de turbomachine d’aéronef, la vanne (24) étant une vanne (24) d’un système de vanne (22) selon l’une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte : - une première étape au cours de laquelle on démonte les moyens de fixation (92) de la partie mobile (52) de la vanne sur la partie fixe (50) de la vanne (24), - une deuxième étape au cours de laquelle on pivote la partie mobile (52) de la vanne de 180° autour de l’axe (S) de symétrie de son plan (P) de fixation pour inverser l’alimentation des voies du solénoïde, - une troisième étape au cours de laquelle on teste le fonctionnement du solénoïde avec ses voies inversées.