Brevet FR2466528A2 — publié le 19810410

FR 2466528 A2 19810410 FR 7924184 A 19790928 Le brevet principal ddcrit une réalisation d'anneau rotatif pour continu à filer, tournant dans un palier-butée pneumatique, dans lequel le régime aérodynamique ne peut pas s'établir à la fermeture de l'alimentation en air comprimé. Au contraire, lorsque l'arrivée d'air comprimé est coupe, le rotor s'appuie sur sa butée fixe et est freiné par friction. On obtient ce résultat en réalisant le rotor de manière à ce que sa pression spécifique sur sa butée ait une valeur ddterminée en fonction du poids dudit rotor et de la pression de l'air comprimé assurant sa sustentation. Le fait que le système ne doive pas pouvoir fonctionner en régime aérodynamique impose obligatoirement deux séries d'orifices d'alimentation du palier en air comprimé : les uns assurent le centrage du rotor à l'intérieur du stator, les autres la sustentation dudit rotor par rapport à sa butée. En outre, la fuite d'air comprimé etant permanente, il importe de la réduire autant que faire se peut pour éviter une consommation d'énergie exagérée.L'alimentation en. air comprimé doit être étudiée de manière 1. à assurer le centrage rigoureux du rotor à l'intérieur du stator, compte tenu du balourd provoqué par le curseur, 2. à assurer la sustentation stable de l'anneau au-dessus de sa butée, 3. à nécessiter une fuite d'air comprimé aussi réduite que possible, 4. à supprimer le coussin d'air entre l'anneau et sa butée quand l'alimentation en air comprimé est coupée et ainsi réaliser le freinage de l'anneau par friction sur sa butée. L'objet du présent certificat d'addition est la réalisation d'un palier-butée pneumatique alimenté en air comprimé, par des orifices dont la forme et le nombre soient étudiés pour satisfaire aux impératifs précités. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen du dessin annexé dont la figure 3 unique montre , à titre d'exemple, un mode de realisation de ltin vention en coupe axiale avec-des arrachements. Dans la mesure du possible, les éléments existant déjà dans le brevet principal portent le même numéro de référence dans la présente addition. Si l'on se réfère à la figure 3, on voit que, de la meme manière que dans le mode de réalisation décrit dans le brevet principal, il existe, entre le stator 5 et le rotor 9, un jeu radial 12 dans lequel l'air 7 comprimé arrivant par les conduits radiaux/crée un coussin d'air destiné à centrer le rotor à l'intérieur du stator et tel que, malgré le balourd dd à la présence du curseur 3, il ne puisse jamais se produire de contact entre les surfaces cylindriques du stator 5 et du rotor 9 ; sinon, il y aurait risque de grippage.Le palier doit donc présenter une raideur radiale aussi grande que possible. À cet effet, il faut que le coussin d'air occupe tout l'espace cylindrique annulaire compris entre les deux pièces 5 et 9. Or, l'air comprimé qui arrive par un conduit 7 crée, tout autour de orifice de sortie de ce conduit, une zone de pression. Comme le jeu entre les surfaces cylindriques en regard des pièces 5 et 9 est très faible, il s'établit un coussin d'air de pression moyenne pm. Pour que les zones de pression produites à la sortie de. chacun des conduits 7 se rejoignent et que le coussin d'air soit continu, il a été trouvé que la distance circonférentielle entre deux conduits consécutifs doit être de l'ordre de la moitié de la hauteur du palier-butée.Ainsi, dans le cas d'un rotor de 64 mm de diamètre et de 20 mm de hauteur, d'excellents résultats sont obtenus avec 18 conduits régulièrement espacés circonférentiellement dans l'alésage du stator, à mi-hauteur de celui-ci. Comme il a été dit ci-dessus, un fonctionnement en régime aérostatique exige une arrivée permanente d'air comprimé perpendiculairement à la butée frontale 10 afin d'établir un coussin d'air axial entre la butée et l'anneau tournant, ledit coussin étant supprimé quand raz fourniture d'air comprimé est interrompue. Chaque conduit longitudinal/d'alimentation en air comprimé présente la forme dessinée sur la figure 3. Il comprend une partie cylindrique 21 suivie d'un étranglement 22 puis d'une portion 23 sensiblement de même diamètre que celui de la partie 21. La vitesse de l'air dans ltétranglement 22 est égale à la vitesse critique pour le rapport donné des pressions d'air à l'entrée et à la sortie. A l'entrée, la pression a la valeur P1 de l'air fourni par le compresseur utilisé.La pression de sortie P2 est égale à la pression atmosphérique. Le débit de l'air dans ltétran- glement est donc constant quelle que soit la pression moyenne pm dans le coussin d'air. Le diamètre de 1' étranglement est déterminé en fonction de la valeur du jeu axial souhaité 24 entre le rotor et sa butée et la portance est fonction du nombre de conduits longitudinaux 8. Il est apparu que, Si la portance est trop élevée, des phénomènes de pompage se manifestent et la position de l'Anneau 2 n'est pas stable. Il faut donc prévoir un nombre de conduits longitudinaux d' amenée d1 air comprimé tel que les zones de pression de chacun d'eux ne se recoupent pas et que le coussin d'air soit discontinu. S'il est trop important, l'anneau flotte. Un fonctionnement très stable est assuré, dans 1' exemple précité, avec six conduits longitudinaux 8. L'étranglement 22 a été évalué à un diamètre de 0,3 mm pour un jeu de 50 microns. La section de la partie cylindrique 21,23 de gros diamètre, doit être au moins dix fois supérieure à celle de l'étranglement 22 si l'on veut éviter des pertes de charge. Dans la réalisation décrite, la vitesse de l'air dans l'étranglement atteint 290 m/s et seulement 7 m/s dans les parties cylindriques de gros diamètre. Les pertes de charge sont donc négligeables. Avec ce -dispositif, la consommation d'air comprimé est de 4 e/mn-sous 70 m bars, ce qui est très faible comparativement à d'autres installations. En outre, le fonctionnement en régime aérostatique avec écoulement continu d'air comprimé s'avère très favorable sur le plan textile, car il évite l'encrassement du palier et les arrêts pour le nettoyer. Pour des raisons de fabrication, notamment pour l'exécution des parties cylindriques de gros diamètre 21 des conduits axiaux 8, le stator 5 a été réalisé en deux pièces, à savoir : une pièce intérieure 5A qui présente la surface supérieure de butée 10 ainsi qu'une partie tubulaire 25 dans laquelle sont ménagés les conduits radiaux 7, et une pièce extérieure 5B qui est enfilée sur la pièce intérieure SA et qui présente la chambre 6 avec l'arrivée A d'air comprimé. Deux joints toriques 27, 28 assurent ltétan- chéité entre les deux pièces SA, 5B. REVENDICtTIONS 1. Anneau tournant, pour continu à filer ou machine textile analogue, monté sur palier-butée pneumatique à alimentation en air comprimé, d'une structure établie d'après le procédé de la revendication 1 du brevet principal, dans lequel le rotor de l'anneau est pourvu d'une collerette radiale coopérant, pour la sustentation, avec une surface frontale conjugée du stator du palier pneumatique, caractérisé en ce que les conduits longitudinaux d'amenée d'air comprimé (8) qui débouchent sur la surface frontale (10) du palier-butée (5) présentent un étranglement (22) à une faible distance de ladite surface. 2. Anneau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la distance des étranglements précités (22) à la surface frontale (10) du palier-butée (5) est sensiblement égale à la moitié du diamètre desdits conduits d'amenée d'air comprimé (21). 3. Anneau suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la section des étranglements (22) est, au plus, égale au dixième de celle desdits conduits d'amenée d'air comprimé (21). 4. Anneau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le stator du palier-butée est composé de deux pièces (5A, 5B) de forme générale cylindrique emboitées l'une dans l'autre et laissant entre elles une chambre (6) délimitée par deux joints toriques (27,28) interposés entre ces deux pièces, la pièce extérieure (5B) étant adaptée à être reliée à une source d'air comprimé, tandis que la pièce intérieure (5A) présente les conduits radiaux (7) du palier en communication avec la chambre précitée pour l'admission de l'air de centrage du rotor (1) ainsi que les conduits longitudinaux (8) à étranglements (22) pratiqués dans une collerette de ladite pièce intérieure et en communication également avec la chambre précitée pour l'admission de l'air de positionnement axial du rotor dans le palier-butée. 5. Anneau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la distance circonférentielle entre les conduits radiaux (7) d'amenée d'air comprimé assurant le centrage du rotor (1) dans le stator (5) est sensiblement égale à la moitié de la hauteur dudit stator. 6. Anneau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les conduits radiaux (7) d'amenée d'air comprimé dans l'espace annulaire cylindrioue compris entre le rotor (1) et le stator (5) débouchent sensiblement à ai-hauteur du palier.