Brevet FR2484035A1 — publié le 19811211

La présente invention a pour objet des moyens d'accouplement d'arbres avec denture frontale auto- centreuse pour pompes de circulation sans presetoupe9 en particulier pour pompes de circulation do r5acteurs. Dans les pompes de ce type, dont la rotation est le plus souvent réglée par des thyristors, les dúf6rentes pièces fixles sur l'arbre doivent ttre,dans la meoure du possible, mont6es sanZs jeu et doirvent 5tre centre, pour éviter les mouvements les unes relativement a= autres et, par suite, lusure. En outre, los piec s en Fouvement tellos que roue, rotor, disque de centrage our palieîrs aia,: doivent etre réalises sous forme de pieos constituaent chacune en elle-même une ctitS pouvant $tre change, ce u iî permet le remplacent 4 ese ces piîces du tronon iar ra considéré par des pîices &e rechange, 9sns meceziteor un nouvel équilibrage de celui-cio Afin que la vitesse de rotation critique se trouva sensiblement audessus de l!a vtesse d'tntilisation9 il est usuel dtutiliser un arbre creuz: Afin de remplir au miex ces exiSgences, qui sont particulièrement Indiquees lors de l'installation de cas pompes dans les centrales mucl4aires, il convient ds remédier à tous les inconvynents des installations existant actuellement. Le but de litrentiojn vise A supprimer ces nGonvo nients, en reaplissant les conditions qui ont Q6 indiqus preadedment, 7GS 2 adLie la r5alisation %& 1mrbr e ioteur de pompe de circulation seans rassetoue, dans lequel les mouvements relatiAfs des diff6rentos pièces sont évites, et dans lequel sont assurs, A moindre risque, un montage le plus simple possible etun ajustement sans jeu des pièces les mnes relativement aux autreso Les roues de la pompe, rotor et disque, doivent pouvoir être réalis6s. avec une reproductibilité telle qu'elle permette ltzchange standard de ces differentes pièces, sans necessiter un réequil:brageO De plus, la transmission du couple doit être assurée également lors des modifications de la vitesse de rotation, ou si le mouvement de rotation est légèrement oscillant, par exemple à partir d'un entraînement à thyristors, par l'intermédiaire dfune commande mécanique la plus précise possible, avec possibilité de combinaison de paliers radiaux / paliers axiaux, avec liaison directe avec le moteur, c'est-à-dire avec le rotor. Ce but est atteint selon l'invention par fourniture d'une liaison d'arbres de pompes, dans un tronçon d'arbre comprenant un arbre de pompe creux associé à un arbre moteur creux avec lequel il est maintenu en tension par un appui conique, des paliers cylindriques et une clavette parallale, dans lequel, d'une part, à l'extrémité de l'arbre de pompe creux, la roue de la pompe est centrée et fixée par l'intermédiaire d'une denture auto-centreuse, d'un disque de fermeture de l'arbre, et d'une vis de fixation associée au couvercle de fermeture, l'arbre étant rendu étanche au moyen d'un cordon de soudure et, d'autre part, à l'extrémité libre de l'arbre moteur creux, est prévu un disque d'accouplement monté par l'intermé- diaire d'une denture frontale et fixé à celui-ci par l'intermédiaire d'une vis et d'un écrou, le perçage pour la vis de fixation du disque se trouvant à l'extrémité de la partie de l'arbre creux de la pompe pénétrant dans l'arbre moteur creux. A l'arbre moteur creux sont associés les paliers radiaux qui servent au guidage du rotor. Lors de l'échange de la roue de la pompe, du rotor et de l'arbre, ces pièces peuvent être démontées si besoin est, et de nouvelles pièces peuvent être mises en place, ce qui est rendu possible grâce à la précision des liaisons et grâce à l'équilibrage des différentes pièces sur un tel arbre. La figure unique du dessin schématique annexé représente une forme d'exécution d'une liaison d'arbres de pompe selon l'invention, représentant un tronçon d'arbre comportant une roue de pompe 1, une vis 2 de fixation du disque 24e4035 de recouvrement * de l'arbre creux 4 de la pompe, un arbre moteur 2, un rotor 6, un disque d'accouplement 7 situé du c8té de-l'extrémité libre de l'arbre moteur, une vis de fixation 8 de celui-ci coopérant avec une partie 9 du disque, conformée en écrou, ainsi qu'un écrou il pour la vis de fixation de la roue, et deux paliers radiaux. Comme le montre le dessin, la roue 1 est liée directement avec l'arbre par une denture frontale 13, la tension étant donnée à ce niveau par la vis de fixation 2 entre le disque 3 et l'écrou il. Cette tension peut être obtenue à l'aide d'une structure déterminée par exemple à l'aide d'un dispositif hydraulique, l'ensemble comportant l'écrou étant alors dissocié en une tête et en un écrou proprement dit. Pour éviter la pénétration d'eau primaire à l'intérieur de l'arbre, le disque 3 vissé sur l'arbre est soudé à celui-ci en 10. En outre, il peut être prévu un joint résistant à la température disposé en 14 entre l'arbre et le disque 3. L'ensemble rotor 6 est emmanché à force sur l'arbre creux 5, de telle sorte que les deux pièces forment un ensemble unitaire. Cet arbre creux moteur est maintenu en pression contre l'arbre creux 4 de la pompe disposé axialement, au niveau d'un siège conique 15, et maintenu centré par des sièges cylindriques 12 dans ses zones inférieure et supérieure, ainsi que-par une clavette parallèle 16. La tension au niveau de la partie conique est choisie de telle façon que la dilatation dans le sens périphérique de l'arbre creux 5, se trouve dans la limite de déformation élastique de celui-ci. La limitation du mouvement de coulissement est obtenue par l'intermédiaire d'une butée axiale au niveau de l'arbre de pompe, c'est-à- dire grâce à la tension du disque d'accouplement 7. L'arbre moteur creux 5 peut simultanément permettre le montage de douilles de paliers radiaux. En outre, le disque 7, de par sa liaison par vis 8,, peut être agencé pour recevoir des réactions axiales de 24e4o35 palier agissant dans les deuxdirections, avec le moteur. Dans ce cas également, est utilisée une liaison mécanique avec l'arbre creux 5 mettant en jeu une denture frontale. Cette liaison peut,-de même que la liaison de la roue de la pompe, mettre en jeu un dispositif de tension hydrauli- que. Les deux dispositifs de liaison à vis peuvent mettre en oeuvre les mêmes dispositifs auxiliaires de tension,de telle sorte que les dimensionnements des dispositifs de vissage peuvent être identiques aux deux extrémités. Les avantages du système de liaison d'arbres de pompe sont les suivants: a) autocentrage de la liaison entre roue de pompe et arbre, arbre et arbre moteur, arbre moteur et disque d'accouplement associé à celui-ci; b) montage simple du dispositif de fixation de la roue et du disque d'accouplement de l'arbre moteur par lfintermé- diaire de moyens de vissage centraux ne nécessitant pas d'ajustement cylindrique extérieur; c) la très haute exactitude de la réalisation de la denture frontale assure une régularité et une reproducti- bilité des conditions de fonctionnement; d) transmission directe du couple entre rotor et disque par l'intermédiaire de l'arbre creux; e) pas de déformation relative entre arbre creux moteur et arbre creux de la pompe, grâce au centrage conique, et à la tension axiale exacte, limitant au maximum les risques de corrosion due aux frottements; f) les zones d'ajustement au niveau de la roue de la pompe et du disque d'accouplement n'ont pas à être revêtues de matériaux spéciaux du fait qu'il n'y a pas de risques de grippage entre ces différentes parties qui sont précon- traintes; g) après échange des pièces d'usure un rééquilibrage n'est pas nécessaire du fait de l'excellente reproductibilité de celles-ci; h) possibilité d'utiliser des dispositifs hydrauliques de mise en tension nécessitant un vissage réduit pour atteinte 24?4935 des forces de tension correctes i) obtention d'une excellente etancheite de 1tarbre creux, malgré un dispositif central de mize en tensior. - REVENDICATION - Moyens d'accouplement d'arbres à denture frontale pour pompes de circulation sans presse-étoupe, en particu- lier pour centrales nucléaires, caractérisés en ce qu'ils consistent en un tronçon d'arbre comprenant un arbre de pompe creux (4) associé à un arbre moteur creux (5) avec lequel il est maintenu en tension par un appui conique (15), des paliers cylindriques (12) et une clavette parallèle (16), dans lequel, d'une part, à l'extrémité de l'arbre de pompe creux (4), la roue de la pompe (1) est centrée et fixée par l'intermédiaire d'une denture auto- centreuse (13), d'un disque de fermeture (3) de l'arbre, et d'une vis (2) de fixation associée au couvercle de fermeture, l'arbre étant rendu étanche au moyen d'un cordon de soudure (10) et, d'autre part, à l'extrémité libre de l'arbre moteur creux (5), est prévu un disque d'accouplement (7) monté par l'intermédiaire d'une denture frontale (13) et fixé à celui-ci par l'intermédiaire d'une vis (8) et d'un écrou (9), le perçage pour la vis de fixation du disque se trouvant à l'extrémit& de la partie de l'arbre creux (4) de la pompe pénétrant dans l'arbre moteur creux (5).