Brevet FR2358615A1 — publié le 19780210

La présente invention est relative aux systèmes de lubrification, et notamment aux circuits d'alimentation en lubrifiant d'ensembles en mouvement, tels que des paliers. Dans les systèmes connus, le lubrifiant est pompé à partir d'un réservoir, et amené par une tuyauterie d'alimentation convenable à un gicleur qui débite sur ltorgane à lubrifier. Le lubrifiant utilisé est ensuite recueilli dans un carter puis est renvoyé au reservoir par un circuit de retour comportant une pompe de récupération. Les circuits d'alimentation et de retour comprennent en général et de façon connue, des filtres, des prises d'air, des systèmes de refroidissement etc... Dans le cas des turbomachines par exemple, les paliers supportant les arbres sont lubrifiés par un tel ensemble. Les pompes d'alimentation et de récupération sont en général des pompes à engrenages, entrainées à partir d'une prise d'accessoires. L'entraî- nement peut être effectué par des arbres différents, ou en série sur le même arbre ; dans ce dernier cas, une clavette de sécurité est interposée entre les deux pompes, sur l'arbre commun, pour éviter qu'unie défaillance de l'une, blocage par exemple, n'entraîne l'arr8t de l'autre. L'invention a pour but d'ameliorer la sécurité de fonctionnement de tels ensembles de lubrification, et, en particulier, d'ob- vier à une défaillance dans le circuit de récupération qui se traduit par l'arrêt de la reprise, du lubrifiant utilisé, dans le carter de récupération. Un tel arrêt entraine le débordement du lubrifiant qui s'échappe alors de l'enceinte du palier, entraînant à plus ou moins long terme, ltarrêt de toute lubrification par la consommation totale du lubrifiant. Ce type de panne peut avoir des conséquences graves s'il ntest pas décelé à temps.En particulier, pour les turbomachines aéronautiques, en plus de l'absence de lubrification, l'huile passant dans les parties chaudes du moteur risque de s'enflammer et de provoquer un incendie. I1 peut même s'ensuivre une surchauffe des disques pouvant conduire à leur éclatement. Pour remédier à une telle défaillance, l'invention prévoit une deuxième pompe de récupération dont la prise d'aspiration débouche dans le carter au-dessus du niveau normal de lubrifiant et audessous du niveau de débordement. Cette deuxième pompe de récupération évacue ainsi le lubrifiant, vers le réservoir, lorsque le niveau dans le carter dépasse certain seuil ; cette deuxième pompe aura un débit au moins égal à celui de la pompe de récupération normale. Il est de plus particulièrement avantageux de prevoir un fonctionnement permanent de la deuxième pompe de recuperation.Ainsi, en régime normal, cette deuxième pompe de récupéxation aspire une émulsion air-huile qui est ramenée au réservoir. I1 est prévu, pour éviter une cokéfaction de cette émulsion, de refroidir la tuyauterie du circuit de cette deuxième pompe. Pour prévenir l'utilisateur de la défaillance du circuit de reprise principal, un système d'alarme de type connu est placé sur le circuit de retour de ladite deuxième pompe, ce système déclenche l'alarme en cas de circulation d'huile dans ce circuit. On notera qu'un arrêt immediat de la machine ne s'impose pas, l'évacuation de l'huile se faisant de façon satisfaisante par l'intermediaire du circuit conforme à l'invention. La description qui suit en référence aux figures annexes illustre, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré appliqué à la lubrification d'un palier de turbomachine. La figure 1 représente schématiquement un turbo-moteur, par exemple un réacteur d'avion, avec arrachement partiel au niveau de l'un des paliers de support de l'arbre. La figure 2 représente en détail et à plus grande échelle le système de lubrification dudit palier. Le turbo-moteur d'avion de la figure 1 comprend de façon connue une entrée d'air 1, suivie d'un ou plusieurs étages de compresseur dans la partie 2. Lsair comprime entre ensuite dans la chambre de combustion située dans la légion 3, puis se détend en partie en entraînant une ou plusieurs turbines solidaires des étages de compresseur. La fin de la détente et l'éjection des gaz qui assurent la propulsion sont effectuées par un canal d'éjection et une tuyère 5.Les arbres de liaison entre les différents stages de turbine et de compresseur sont supportés par un certain nombre de paliers, dont l'un 6 situé au droit du carter d'échappement a été sché matiquement représenté ; c'est en effet à cet endroit que les conséquences d'une panne du système de récupération sont les plus graves. Le système de lubrification de ce palier est représenté à une échelle agrandie sur la figure 2, il comprend - un circuit d'alimentation - un circuit de récupération principal - un circuit de récupération de secours. Le circuit d'alimentation est constitue d'une pompe 7 qui alimente un gicleur 8, par l'intermédiaire d'une canalisation 9, 10, en huile, issue d'un réservoir 11. Le gicleur 8 débite sur le palier 6, puis l'huile est recueillie par gravité dans uncarter 12. Le circuit de récupération principal comprend une tuyauterie de retour 13, issue du point bas du carter 12, et dirigeant lthuile, par l'intermédiaire d'une pompe de reprise principale 14, vers le réservoir 11. Les pompes 7 et 14 sont entraînes à partir de la prise d'accessoires du moteur, soit par deux arbres séparés, soit en saris, un système de sécurité limiteur de couple est alors interposé sur l'arbre pour éviter que le blocage de l'une des pompes n'empêche l'entraînement de l'autre. La canalisation d'alimentation 9 9 se sépare en deux parties en aval de la pompe 7 ; une branche de la dérivation 10 fournit l'huile de lubrification au gicleur 8, l'autre branche 15 alimente un moteur hydraulique 16. Ce moteur 16 entraîne, en permanence, une deuxième pompe de récupération 17 qui, en régime normal, aspire par un orifice 1 8 une émulsion air-huile qui retourne par une tuyauterie 19 vers le -réservoir 11. En effet, l'orifice 18 de la tuyauterie 19 débouche dans le carter 12 à une hauteur h, au-dessus du point bas de celui-ci, et cette hauteur n'est pas atteinte par l'huile de récu pération en fonctionnement normal.Si par contre, une avarie se produisait dans le circuit de récupération principal, le niveau monterait dans le carter 12, et l'huile serait alors aspirée par la deuxième pompe de récupération 17, dès que la hauteur h serait atteinte, évitant ainsi tout débordement de l'huile. il est bien entendu que le débit de la pompe 17 doit être suffisant pour évacuer la totalité du lubrifiant. Pour ce faire il est avantageux de diviser le débit principal de lubrifiant, issu de la pompe 7, en deux parties sensiblement égales dans les branches 10 et 15, afin que le moteur 16 développe une puissance d'entraînement convenable. Pour éviter la cokéfaction de ltémulsion air-huile au passa- ge dans des régions chaudes du moteur, il est nécessaire de refroidir la tuyauterie 19. Un moyen particulièrement favorable est de placer cette tuyauterie 19 à l'intérieur du tube de retour 20 de l'alimentation du moteur hydraulique 16. En effet, la température de l'huile d'alimentation issue du 'réservoir est suffisamment basse pour assurer cette fonction. On notera que le fait d'entraîner la pompe 17 par le circuit d'alimentation permet de la placer à proximité du carter 12 ce qui limite ainsi la perte de charge à l'aspiration et permet de réduire au mi nimum la longueur de tuyauterie 19 non refroidis. Un système de détection constitué d'un diaphragme 21 et d'un mano-contact 22 placés dans la tuyauterie 19, en aval de la pompe 17 actionne une alarme en cas d'augmentation de la pression dans la tuyauterie 19, consécutive à une circulation d'huile dans le circuit de secours. Cette alarme sonore ou visuelle informe l'utilisateur que le circuit principal de récupération est défaillant, mais il n'est pas obligé pour autant dlinterrompre le fonctionnement de la machine ; la deuxième pompe de récupération assure l'évacuation de l'huile de façon satisfaisante, et ce jusqu'à remise en état du circuit principal lors d'un arrêt normal, escale par exemple pour un avion. REVENDICATIONS 1. Circuit de lubrification pour organes mobiles comprenant une pompe d'alimentation fournissant auxdits organes, à partir d'un réservoir, un débit de lubrifiant, et une pompe de récupération qui reprend le lubrifient dans un carter de récupération situé à proximité desdits organes et le ramène au réservoir, caractérisé en ce qu'une deuxième pompe de récupération, dont la prise d'aspiration débouche dans le carter au-dessus du niveau normal de lubrifiant et au-dessous du niveau de débordement, évacue le lubrifiant vers le réservoir quand le niveau dans le carter dépasse un certain seuil. 2. Circuit de lubrification suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième pompe de récupération est entraînée en permanence. 3. Circuit de lubrification suivant lazvendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'entraînement de la deuxième pompe de récupération est effectué par un moteur hydraulique mû par une partie du lubrifiant issu de la pompe d'alimentation et renvoyé ensuite au réservoir. 4. Circuit de lubrification suivant l'une des revendications 1, 2, ou 3, caractérisé en ce que la tuyauterie du circuit de la deuxième pompe de récupération est pourvue d'un système de refroidissement pour éviter la cokéfaction de l'émulsion air lubrifiant aspirée en régime normal. 5. Circuit de lubrification suivant la revendication 4,caractérisé en ce que la deuxième pompe de récupération est placée à proximité du carter et en ce que le refroidissement du circuit est effectué sur la partie en aval de la pompe. 6. Circuit de lubrification suivant l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que pour assurer son refroidissement, on fait passer la tuyauterie du circuit de la deuxième pompe de récupération, à l'intérieur de la tuyauterie du circuit d'alimentation du moteur hydraulique entraînant ladite deuxième pompe. 7. Circuit de lubrification suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un dispositif de détection placé dans le circuit de la deuxième pompe de récupération, commande une alarme en cas de circulation de lubrifiant dans ce circuit. 8. Palier caractérisé en ce qu'il utilise un circuit de lubrification suivant l'une des revendications 1 à 7.