Brevet FR2538629A1 — publié le 19840629

Procédé de réalisation d'une machine électrique tournante à enveloppe antidéflagrante, et machine tournante correspon- dante. L'invention concerne un procédé de réalisation d'une machine électrique tournante à enveloppe antidéflagrante et une machine tournante correspondante. Les machines tournantes à enveloppe antidéflagran- te sont utilisées dans les atmosphères explos ives, pour éviter qu'une explosion se produisant à l'intérieur de l'enveloppe ne puisse se propager à l'extérieur Dans les machines connues de ce type, on utilise des éléments constitutifs spécifiques pour éviter la communication directe entre l'intérieur et l'extérieur de l'enveloppe Ainsi, les carcasses de stator sont spécialement conçues pour présenter des emboîtements longs pour les paliers et les systèmes de raccordement De même, les paliers spéciaux permettent des emboîtements longs sur des sorties d'arbres allongées. Ce mode de construction, qui porte sur des quantités de machines relativement limitées, nécessite des in- vestissements lourds qui ne peuvent être amortis que sur des durées longues Cette situation n'est pas très satisfaisante sur le plan économique. L'un des buts de la présente invention est de prévoir des machines tournantes à enveloppe antidéflagrante, dont la fabrication mette en oeuvre des pièces mécaniques classiques et non spéciales, de façon à diminuer les prix de revient Un autre but de l'invention est de prévoir des machi- nes de ce type faciles à monter, avec des éléments spécifiques en nombre limité, et répondant aux normes en vigueur pour le fonctionnement en atmosphère explosive. L'invention a pour objet un procédé de réali- sation d'une machine électrique tournante à enveloppe antidé- flagrante, du type comportant un stator et une carcasse de stator munie de paliers, un rotor et un arbre de rotor tour- nant dans lesdits paliers, caractérisé en ce que l'on utilise une machine tournante de type classique, et en ce que l'on dispose à l'intérieur de la carcasse et de chaque côté du rotor, au moins un écran, de manière à définir une face sensiblement perpendiculaire à l'axe du rotor, une surface cylindrique externe sensiblement parallèle à l'axe, et placée au voisinage immédiat de la surface interne de la carcasse de stator, et une surface cylindrique interne sensiblement paral- lèle à l'axe et placée au voisinage immédiat de l'arbre, de fa- çon à définir des joints antidéflagrants, l'enveloppe antidé- flagrante étant constituée par l'ensemble de la carcasse et des écrans. Selon d'autres caractéristiques de l'invention on utilise un seul écran fixe solidaire-de la carcasse, on utilise un écran fixe solidaire de la carcasse et un écran tournant solidaire de l'arbre, chacun des écrans étant muni d'une surface cylindrique libre parallè- le à l'axe, ces deux surfaces libres définissant entre elles un joint antidéflagrant tournant. on utilise deux écrans fixes, l'un solidaire de la carcasse, l'autre solidaire du palier, chacun muni de surfaces cylindriques parallèles à l'axe, de façon à définir un joint antidéflagrant fixe entre les deux écrans et un joint antidéflagrant tournant au droit de l'arbre. on utilise un écran fixe présentant une face perpendiculaire à l'axe et une surface cylindrique externe au droit de la carcasse, et un écran tournant présentant une face perpendiculaire à l'axe et parallèle à la face correspondante de l'écran fixe, et une surface cylindrique interne solidaire de l'arbre, de façon à définir un joint antidéflagrant tournant entre les deux faces perpendiculaires à l'axe. on utilise en outre une bague à deux faces perpendiculaires à l'axe reliées entre elles par un anneau parallèle à l'axe, cette bague étant placée en regard des deux faces perpendiculaires à l'axe pour définir un joint an- tidéflagrant tournant, en labyrinthe. on utilise un écran fixe à deux surfaces cy- lindriques intérieures parallèles et un écran tournant à une surface cylindrique extérieure placée entre les deux surfaces cylindriques intérieures de l'écran fixé de façon à définir un joint antidéflagrant tournant en labyrÀi-,ia . L'invention a également pour objet une machine 3 2538629 tournante à enveloppe antidéflagrante, du type comportant un stator, une carcasse de stator munie de paliers, un rotor et un arbre de rotor tournant dans lesdits paliers, caractérisée en ce qu'elle est de type classique et en ce que son envelop- pe antidéflagrante est constituée de la carcasse de stator et d'écrans disposés à l'intérieur de la carcasse et de chaque côté du rotor, et définissant au droit de la carcasse, de l'arbre ou entre eux, des joints antidéflagrants. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: la machine à enveloppe antidéflagrante du type précité est caractérisée en ce qu'elle comporte une boîte à bornes antidéflagrante. la boîte à bornes antidéflagrante est reliée à la carcasse au moyen d'une pièce intermédiaire et d'une cheminée, en définissant les joints antidéflagrants. D'autres caractéristiques de l'invention res- sortent de la description qui suit faite avec référence au dessin annexe sur lequel on peut voir Figure 1 une vue en coupe axiale d'une machine tournante à enveloppe antidéflagrante selon l'invention, à un seul écran fixe Figure 2 une vue en coupe axiale partielle d'une machine à un écran fixe et un écran tournant; Figure 3 une vue analogue à la précédente d'une machine à deux écrans fixes, Figure 4 une vue analogue à la précédente d'une variante de machine à un écran fixe et un écran tournant; Figure 5 une vue de la machine de la figure 4 équipée d'une bague définissant un joint antidéflagrant en la- byrinthe Figure 6 une vue analogue à celle de la figure 2, d'une machine à un écran fixe et un écran tournant avec joint antidéflagrant en labyrinthe; Figure 7 une vue en coupe axiale partielle de la communication entre la carcasse de-la machine selon l'invention et une boîte à bornes antidéflagrante. En se reportant au dessin, on peut voir une machine tournante classique dans sa construction, avec une carcasse 1, un stator 2, un rotor 3, un arbre 4 tournant dans des paliers 5. 4 2538629 L'axe géométrique de rotation est symbolisé en 6 Selon l'in- vention, cette machine est munie de deux écrans fixes 7 et 8, un de chaque côté du rotor 3 (Figure 1) Chacun de ces écrans présente une face 9 perpendiculaire à l'axe 6, une surface cylindrique externe 10 au voisinage immédiat de la surface interne de la carcasse du stator, et une surface cylindrique interne 11 au-voisinage immédiat de l'arbre 4 Dans cet exem- ple de réalisation, l'écran fixe définit un joint antidêfla- grant fixe au droit de la carcasse de stator et un joint antidéflagrant tournant au droit de l'arbre. Ainsi, à l'intérieur de la carcasse classique de la machine tournante, les écrans englobent les parties actives de la machine pour constituer avec la carcasse une enveloppe antidéflagrante Les écrans assurent la définition des joints antidéflagrants entre les parties fixes et les parties mobiles de la machine Ces écrans peuvent être réali- sés en tous matériaux autorisés par les normes en vigueur pour les machines à enveloppe antidéflagrante 5 tôle d'acier, fonte, alliage d'aluminium ou d'autres métaux, matière plasti- que, ou même association de plusieurs de ces matériaux. Sur les figures 2 à 6, on a représenté divers modes de réalisation d'écrans aptes à définir avec la carcas- se, une enveloppe antidéflagrante. Sur la figure 2, un écran fixe 12 est associé à un écran tournant 13 Chacun présente une surface cylindri- que en regard, 14 et 15 respectivement, définissant entre elles un joint antidéflagrant tournant. Sur la figure 3, deux écrans fixes 16 et 17 définissent entre eux un joint antidéflagrant fixe de forme cylindrique. Sur la figure 4, l'écran fixe 18 et l'écran tournant 19 sont parallèles et définissent entre eux un joint antidéflagrant tournant en forme de disque. Sur la figure 5, les deux écrans fixe 18 et tournant 19 ont la même disposition que sur la figure 4 Une bague 20 a été prévue, qui présente deux surfaces parallèles en forme de disque réunies par un anneau cylindrique Le joint antidéflagrant ainsi constitué est en labyrinthe. Sur la figure 6, l'écran fixe 21 présente deux 2538629 surfaces intérieures parallèles 23 et 24 entre lesquelles tour- ne la surface extérieure 25 de l'écran tournant 22, définissant ainsi un joint antidéflagrant en labyrinthe. Ces différentes formes d'écrans peuvent être com- binées dans la même machine sans inconvénient, en fonction de la structure propre de la machine Suivant les impératifs de réalisation, les écrans peuvent être mis en place avec ou sans usinage complémentaire, par rapport à ce qui est fait sur une machine classique, et ils peuvent être fixés par tout moyen sur l'une quelconque des parties de la machine. Le raccordement de la machine à enveloppe antidé- flagrante au réseau électrique peut se faire par tout moyen compatible avec son utilisation en atmosphère explosive, et notamment grâce à une boîte à bornes antidéflagrante ou à sé- curité augmentée. La figure 7 schématise l'utilisation d'une boîte à bornes antidéflagrante 26, qui est reliée à la carcasse I de la machine au moyen d'une pièce intermédiaire 27 et d'une cheminée 28, de façon à définir entre la carcasse 1 et la cheminée 28, entre la cheminée 28 et la pièce intermédiaire 27, et entre la pièce intermédiaire 27 et la boîte à bornes antidéflagrante 26, des joints antidéflagrants satisfaisant aux normes en vigueur. Les câbles de connexion traversent la cheminée 28. Selon d'autres modes de réalisation, cet ensemble peut être constitué non pas de trois pièces ( 26, 275 28) comme décrit précédemment, mais de deux pièces par exemple ou même d'une seule qui regrouperait en un seul bloc l'enveloppe de la boîte à bornes, la pièce intermédiaire et la cheminée Dans ce dernier cas, la boîte à bornes comprend la cheminée de rac- cordement à la carcasse de la machine. Le raccordement est en général prévu sur la traver- sée de bornes de la machine classique, par mesure de simplification. Selon l'invention, les pièces principales de la machine sont celles d'une machine classique, seuls les écrans étant rapportés à l'intérieur de la carcasse De ce fait, les investissements sont considérablement réduits et peuvent s'a- mortir sur des quantités beaucoup plus importantes, ce qui pré- sente un intérêt économique évident Pour la même raison, le prix de revient d'une machine à enveloppe antidéflagrantes est un peu plus élevé que celui d'une machine classique mais 6 2538629 nettement plus faible que celui d'une machine antidéflagrante de type connu. Tout au long de la description, on a utilisé le termine "machine électrique tournante", car l'invention s'appli- que aussi bien aux génératrices qu'aux moteurs, fonctionnant aussi bien en courant continu qu'en courant alternatif. Dans le cadre de la figure 7 on a décrit une cheminée 28 assurant la traversée des câbles entre la carcasse 1 et la boîte à bornes 26 Cette traversée peut être assurée avec scellement dans le cas d'enceintes séparées, ou sans scellement dans le cas d'enceintes communicantes. 7 2538629 R E V E N D I C A T I O-N S 1 Procédé de réalisation d'une machine élec- trique tournante à enveloppe antidéflagrante, du type compor- tant un stator et une carcasse de stator munie de paliers, un rotor et un arbre de rotor tournant dans lesdits paliers, caractérisé en ce que l'on utilise une machine tournante de type classique, et en ce que l'on dispose à l'intérieur de la carcasse ( 1) et de chaque côté du rotor ( 3), au moins un écran de manière à définir une face sensiblement perpendiculaire à l'axe du rotor, une surface cylindrique externe sensiblement parallèle à l'axe et placée au voisinage immédiat de la surfa- ce interne de la carcasse de stator, et une surface cylindri- que interne sensiblement parallèle à l'axe et'placée au voisina- ge immédiat de l'arbre, de façon à définir des joints antidé- flagrants, l'enveloppe antidéflagrante étant constituée par l'ensemble de la carcasse et des-écrans. 2 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on utilise un seul écran fixe ( 7) solidaire de la carcasse ( 1). 3 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on utilise un écran fixe ( 12) solidaire de la carcasse ( 1) et un écran tournant ( 13) solidaire de l'arbre ( 4), chacun des écrans ( 12, 13) étant muni d'une surface cylindrique libre ( 14, 15) parallèle à l'axe ( 6), ces deux surfaces ( 14; 15) définissant entre elles un joint antidéfla- grant tournant. 4 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on utilise deux écrans fixes ( 16, 17), l'un ( 16) solidaire de la carcasse, l'autre ( 17) solidaire du palier ( 5), chacun muni de surfaces cylindriques parallèles à l'axe, de façon à définir un joint antidéflagrant fixe entre les deux écrans ( 16, 17) et un joint antidéflagrant tournant au droit de l'arbre ( 4). Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on utilise un écran fixe ( 18) présentant une face perpendiculaire à l'axe ( 6) et unesurface cylindrique externe au droit de la carcasse ( 1), et un écran tournant ( 19) présentant une face perpendiculaire à l'axe ( 6) et parallèle à la face correspondante de l'écran fixe ( 18), et une surface cylindrique interne solidaire de l'arbre ( 4), de façon à défi- nir un joint antidéflagrant tournant entre les deux faces perpendiculaires à l'axe. 6 Procédé selon la revendication 5, caracté- ris 6 en ce que l'on utilise en outre une bague ( 20) à deux faces perpendiculaires à l'axe ( 6) reliées entre elles par un anneau parallèle à l'axe, cette bague ( 20) étant placée en regard des deux faces perpendiculaires à l'axe, des écrans ( 18, 19) pour définir un joint antidéflagrant tournant, en labyrinthe. 7 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on utilise un écran fixe ( 21) à deux surfaces cylindriques intérieures ( 23, 24) parallèles, et un écran tournant ( 22) à une surface cylindrique extérieure ( 25) placée entre les deux surfaces cylindriques intérieures ( 23, 24) de l'écran fixe ( 21), de façon à définir un joint antidéfla- grant tournant, en labyrinthe. 8 Machine électrique tournante à enveloppe antidéflagrante, du type comportant un stator, une carcasse de stator munie de paliers, un rotor et un arbre de rotor tournant dans lesdits paliers, caractérisée en ce qu'elle est de type classique et en ce que son enveloppe antidéflagrante est constituée de la carcasse ( 1) de stator et d'écrans ( 7, 8; 12, 13; 16, 17; 18,19; 21,22) disposes à l'intérieur de la carcasse ( 1) et de chaque côté du rotor ( 3), et définissant au droit de la carcasse ( 1), de l'arbre ( 4), ou entre eux, des joints antidéflagrants 9 Machine selon la revendication 8, caracté- risée en ce qu'elle comporte une boîte à bornes ( 26) antidéfla- grante. Machine selon la revendication 9, caracté- risée en ce que la boîte à bornes ( 26) antidéflagrante est reliée à la carcasse ( 1) au moyen d'une pièce intermédiaire ( 27) et d'une cheminée ( 28), en définissant entre la boîte à bornes ( 26) et la pièce intermédiaire ( 27), entre la pièce intermédiaire ( 27) et la cheminée ( 28), et entre la cheminée ( 28) et la carcasse ( 1), des joints antidéflagrants. 9 2538629 11 Machine selon la revendication 9, caracté- risée en ce que chaque boite à bornes comprend une cheminée de raccordement à la carcasse ( 1) de la machine.