Brevet FR2300230A1 — publié le 19760903

Dans les turbines hydrauliques et les turbines-pompes de grandes dimensions, le aubes pivotantes sont soumises a des vibrations impor-tantes qui peuvent géner le bon fonctionnement de la machine et même, dans certains cas, amener une rupture des éléments de sécurlce. è problème de vibrations-est accru lorsque les jeux des commandes des aubes augmentent ou lorsque l'amortissement du systeme mécanique constitué par l'aube et ses deux tourillons est faible. De plus, en cas de rupture des éléments de sécurité, la directrice est libre et peut être entraî brutalement née/par l'écoulement.Une butée iiiécenique limite habituellement la course de l'aube. La présente invention a pour objet un dispositif de commande des aubes pivotantes, combinant une commande par un cercle de vannage classique d'uu côté de ]'aube une commande par servomoteur individuel de l'autre coté. Ces deux- moyens exercent des couples de valeur différentes,antagonistes ou de même sens, les aubes se déplaçant alors sous l'action de la différence ou sous l'action de la somme des deux couples. Le cercle de vannage est commandé de façon classique par un ou plusieurs servomoteurs. l'aube etant munie de deux tourillons, un de chaque côte, le cercle de vannage transmet le couple a un de ces tourillons. Les servomoteur individuels actionnent directement l'autre tourillon des aubes et et sont cotir'tr-Jes par un circuit d'tuile sous pression. Les circuits de commande des servomoteurs du cercle de vannage permettent d'agir avec un couple déterminé et les circuits de cnirniiande des servomoteurs individuels permettent également d'agir avec un couple donne. Noralenent le couple exerce sur les aubes par le cercle de vannage sera plus élevé que le couple anta-w-.---1ste exerce sur les aubes par les servomoteurs in individuels. les robes ce déplacment alors sous l'effet de la différence des deux couples. Une telle disposition d'action sur les aubes par couple en opposition permet de rattraper les jeux dans les éléments de sécurité, les leviers et biellettes du vannage. Elle permet aussi d'introduire un effet d'amortissement des vibrations de l'aube par le servomoteur individuel qui comporterd par exemple des pertes de charge sur l'amenée a chaque chambre.Cet effet d'amortissement est utilisé perte dant les manoeuvres transitoires et pendant le fonctionnement normal en pompe et en turblue. Le rattrapage des jeux et l'amortissement assurent-la tellure de -la ma chine dans le temps, car cela empêche ltåugmentation des jeux qui,lorsqutils sont accrus après une certaine période d'exploitation entraînent des risques d'accidents. En outre, cette disposition a un effet puissant de frein par l'intermédiaire du servomoteur individuel lors de la rupture d'un doigt ou d'un boulon de sécurité. De plus, du fait que les aubes sont tenues de chaque coté, ce dispositif permef d'augmenter la fréquence propre de torsion de l'aube ee qui l'éloigne des risques de résonance. La combinaison des servomoteurs individuels et du cercle de vannage classique assure la synchronisation des aubes par le cercle de vannage, ce qui présente un avantage certain par rapport a une synchronisation électrique tributaire de tous les appareillages électroniques et dont les défaillances peuvent être lourdes de conséquences. Dans certains cas, le couple exercé par le cercle de vannage sur les aubes et le couple exercé par le servomoteurs individuels pourront être de même sens. Les aubes se déplaceront alors sous l'action de la somme des deux couples. Cette utilisation permet de diminuer l'effort fourni par le cercle de vannage dans le cas où le couple hydraulique exercé sur les directrices devient trop important. Ci-après, a titre d'exemple, une forme de réalisation de l'invention en référence à la figure annexée qui est une vue schématique en perspective d'un distri- buteur de turbine-pompe. On voit sur la figure annexée, la commande des aubes I actionnées dans la partie supérieure par un cercle de vannage 2 et dans la partie inférieure par, des servomoteurs 3. Le cercle de vannage est commandé par deux servomoteurs diamétralement opposés 4 et 5 ; ce mécanisme est un mécanisme de vannage classique et bien connu. Le doigt de sécurité 6 limite le couple transmis entre le tourillon supérieur 7 et le cercle de vannage 2. Les servomoteurs individuels 3 sont situés dans la partie inférieure et agissent directement sur le tourillon inférieur 8. L'alimentation des servomoteurs du cercle de vannage se fait par des conduits 9 et l'évacuation par des conduits 10. L'alimentation des servomoteurs individuels se fait par des conduits li et ltevacuation par des conduits 12. Pour effectuer une manoeuvre des aubes au cours de laquelle le couple hydraulique appliqué sur l'aube 1 reste modéré, par exemple l'ouverture, les servomoteurs 4 et 5 actionnent le cercle de vannage 2 dans le sens de l'ouverture et agissent sur le tourillon 7 avec un couple Ci. En même temps les servomoteurs individuels 3 exercent sur le tourillon 8 un couple C2 inférieur à Ci. L'aube directrice I se déplace alors sous l'action de la différence des couples C1 et C2 et compte tenu du couple hydraulique. En cours de fonctionnement stable de la machine, la somme algébrique des couples Cl, C2 et du couple hydraulique est nulle : l'aube ne bouge pas mais comme elle est tenue par ses deux tourillons 7 et & sa fréquence propre est suffisamment élevée pour ne pas craindre de vibrations dangereuses d'autant plus que celles-ci seraient amorties par le servomoteur individuel inférieur qui com- porte sur l'amenée d'huile 11 une perte de charge 13. Dans le cas d'une rupture du doigt de sécurité 6, le systeme de sécurité provoque l'arrêt de la machine. En même temps le servomoteur individuel 3 fait office de frein car la perte de charge 13 dont le role est de limiter le-débit d'huile freine le vidage de la chambre du servomoteur e ralentit par conséquent considérablement la vitesse de retour de l'aube 1 et diminue/l'intensité du choc sur sa butée. REVENDICATIONS 1. Distributeur à aubes pivotantes pour machines hydrauliques à réaction du type turbine ou turbine-pompe caractérisé en ce que l'un des tou rillons de chaque aube est commandé par le cercle de vannage, et en ce que l'autre tourillon est commande par un servo-moteur individuel, le cercle de vannage et le servo-moteur exerçant des couples moteurs de valeurs différentes sur chaque tourillon de l'aube, le mouvement de l'au be résultant du couple d'ensemble produit par ces deux organes de com mande. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les couples moteurs des deux organes de commande de chaque aube exercent leur action dans le sens opposé. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les couples moteurs des deux organes de commande de chaque aube exercent leur action dans le meme sens 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le couple moteur de l'organe de commande constitué par le servo-moteur indi viduel agit dans le sens du freinage du mouvement de l'aube lorsqu'il se produit une défailIance dans la commande de cette aube par le cer cle de vannage.