Brevet FR2542381A1 — publié le 19840914

Turbine-pompe à plusieurs étages pour liquides charges de gaz. Pour récupérer de l'energie, on utilise souvent, dans les procédés techniques à détente de pression, des pompes centrifuges à plusieurs étages. Ces pompes travaillent an tant que turbines quand elles sont traversées par le courant en sens inverse et transforment ainsi une partie de lçénergie contenue dans le fluide en une énergie pouvant etre à nouveau utilisée, Pour produire de lténergie électrique, on peut obtenir ce résultat nar 19 intermédiaire d'un générateur. Mais on peut également coupler la turbine-pompe à une pompe élévatrice de pression, et présente dans l'insta3lation,pour réduire ainsi la puissance d'entralnement à appliquer au moyen d'un moteur.Dans les installations de lavage de gaz ou dans les procédés pétrochimiques au cours desquels des liquides fortement charges de gaz sont détendus, de grandes quantités de gaz sont séparées du liquide pendant le processus de détente. Ce dégagement de gaz s'effectue de façon très désavantageuse avec les turbines-pompes connues car leurs canalisations de passage sont fermées par le gaz, ce qui pro- voque une diminution considarabla de la puissance fournie. Dans les modes de réalisation connues de turbines- pompes constituées en utilisant des éléments de construction provenant de serines de pompes déjà existantes, on constate en dehors du problème de la baisse de puissance des difficultés d'équilibrage de la poussée axiale déterminée par les dégagements de gaz. Pendant la détente de liquides charges de gaz, les charges de liquides-gaz remplissant les chambres latérales des roues mobiles sont différentes, surtout dans les étages basse pression du système, et ces différences sont responsables de la modification de la pousse a axiale. En outre, le dégagement de gaz a également une influence négative sur la stabilité axiale du rotor dans la région de la détente du dispositif d'équilibrage de la poussée axiale. L'invention a pour but d'exercer une action sur les processus inévitables de dégagement de gaz de manière qu'ils ne puissent pas avoir les effets défavorables précités. Une turbine-pompe à plusieurs étages selon l'invention, qui évite l'apparition de quantités perturbatrices de gaz dans les canalisations des roues mobilesJest munie d'ouverture9 qui sont disposées dans la région situe e entre une roue mobile et une roue directrice à proximité de l'arbre de la pompe et qui sont reliés à la tubulure d'aspiration de la pompe par l'intermédiaire de canalisations pratiquées dans l'arbre et/ou dans le moyeu des roues mobiles. Pour les turbines-pompes à plusieurs étages qui sont munies d'un dispositif de décharge, il est an outre proposé de disposer entre l'interstice d'étranglement et le dispositif de dachargedes ouvertures qui sont reliées à la tubulure d'aspiration de la pompe par l'intermédiaire d'une canalisation passant dans l'arbre de la turbina-pompe. Mais la séparation du gaz qui se rassemble dans la zone du dispositif de dé- charge peut autre également réalisée en disposant entra l'interstice d'étranglement et le dispositif de décharge des ouvertures qui sont reliées à la chambre de détente du dispositif de décharge par l'intermédiaire d'une canalisation disposée dans l'arbre de la turbine-pompe et/ou d'une ou plusieurs canalisations prévues dans le disque de décharge, le mélange liguide-gaz qui s'accumule dans la chambre de détente étant évacué par des alésage de la turbine-pompe. Grace à la solution de l'invention et lorsque la turbine-pompe fonctionne en tant que turbine, on obtient ce résultat que les quantités de gaz qui sont libérées au cours du processus de détente d'étage à étage et dans le dispositif de décharge, an étant séparées dans le champ de la force centrifuge de la machine centrifuge et concentrées dans la région des rayons de rotation les plus faibles du liquide, sont envoyées vers les régions où la pression est la plus faible. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail à l'aida d'un exemple de réal.isation. La figura unique du dessin annexé est une demi-vue en coupe axiale de la partie supérieure d'une turbine-pompe à plusieurs étages. Quand elle fonctionne en tant que turbine, c'est-àdire en tant que pompe centrifuge traversée en sens inverse par le courant, le fluide parvient dans la machine en passant par le tuyau de refoulement (1) de la pompe et se détend par l'intermédiaire des roues directrices (2) et des roues mobiles (3) en direction de la tubulure d'aspiration (4) de la pompe. Au cours du processus de détente, le gaz contenu dans le produit soumis à la détente est libéré d'étage en étage.Les fractions de gaz se concentrent dans les régions (5) proches de l'arbre, entre les roues mobiles (3) et les roues directrices (2). Dans cette zone (5) sont prévues des ouvertures (6) qui sont en liaison avec la tubulure d'aspiration (4) de la pompe par l'intermédiaire de canalisations (7) pratiquées dans l'arbre (8) de la pompe et de canalisations (9) pratiquées dans le moyeu des roues mobiles (3). Le gaz qui est libéré pendant le processus de détente s'échappe par les ouvertures (6) et par les canalisations (7 et 9). Les fractions de gaz qui se rassemblent dans la région du dispositif de décharge sont égalementévacuées d'une maniera similaire : le disque de décharge (10) qui tourne avec l'arbre (8) et le contre-disque fixe (11) formant un interstice d'étranglement (12) qui provoque une chute de pression dans le fluide, ce qui fait que l'on peut également compter avec une réduction de la quantité de gaz dans la chambre (13) dispose à la suite. Pour que le gaz ne puisse pas passer par l'interstice de travail très étroit entre le disque de décharge (10) et le contre-disque (ici), on l'évacue dans lachambre de détente (18) du dispositif de décharge en passant par des ouvertures (14), des alésages (15) disposés dans le sens radial, un alésage axial (16) pratiqué dans l'arbre (8) de la pompe et des alésages radiaux (17). Les ouvertures et les alésages sont dimensionnés de manière que le fonctionnement du dispositif de décharge ne soit pas perturbé. Le mélange liquide-gaz qui parvient dans la chambre de détente (18) est evacué par l'intermédiaire d!alésages (19) de la turbine-pompe. REVENDICATIONS 1.- Turbina-pompe à plusieurs étages pour liquidas chargés de gaz, caractériséepar des ouvertures (6) qui sont disposées respectivement dans la région située entre une roue mobile (3) et une roue directrice (2) à proximité de l'arbre (8) de la turbine-pompe et qui sont reliées à la tubulure d'aspiration (4) de la pompe par l'intermédiaire de canalisations (7, 9) pratiques dans l'arbre (8) et/ou dans le moyeu des roues mobiles (3). 2.- Turbine-pompe à plusieurs étages pour liquides chargés de gaz1 comprenant un dispositif de décharge monté à la suite d'un interstice d'étranglement, caractérisée en ce que des ouvertures sont pratiquées entre l'interstice d'étranglement (12) et le dispositif de décharge (10, 11), ouvertures qui sont repliées à la tubulure d'aspiration (4) de la pompe par l'intermédiaire d'une canalisation (7) passant dans l'arbre (8) de la turbine-pompe. 3.- Turbine-pompe à plusieurs étages pour liquides chargés de gaz, comprenant un dispositif de de charge monté à la suite d'un interstice d'étranglement, caractérisée en ce que des ouvertures (14) sont pratiquées entre l'interstice d'étranglement (12) et le dispositif de décharge (10, 11), ouvertures qui sont reliées à la chambre de détente (18) du dispositif de décharge par l'intermédiaire d'une-canalisation (15, 16, 17) passant dans l'arbre (8) de la turbine-pompe et/ou par une ou plusieurs canalisations prévues dans le disque de décharge (10), le mélange liquide-gaz s'accumulant dans la chambre de détente (18) étant évacué par l'inter médiaire d'un ou plusieurs alésages (19) de la turbine-pompe.