Brevet FR2670825A1 — publié le 19920626

La présente invention concerne un obturateur à grille notamment de turbine à vapeur. Dans ce type de turbines, la vapeur ayant traversé les aubages haute pression peut être extraite pour être utilisée avant sa détente complète. Une partie ou la totalité de cette vapeur est alors admise dans une autre série d'aubages, au moyen d'un organe de réglage de débit, également appelé obturateur à grille" . Cet obturateur comporte deux organes munis de perforations et déplaçables à rotation l'un par rapport à l'autre, de manière que les perforations de ces organes soient placées plus ou moins en coincidence les unes avec les autres, afin de régler le débit de fluide traversant l'obturateur. L'un des organes est fixe et est relié au stator de la turbine tandis que l'autre organe est mobile en rotation par rapport à l'organe- fixe et est relié à des moyens de commande de son déplacement par rapport à celui-ci, comprenant par exemple un servomoteur permettant de déplacer cet organe mobile par rapport à l'organe fixe. Ce déplacement de l'organe mobile permet ainsi de mettre les perforations de ces organes plus ou moins en coincidence pour régler le débit de fluide traversant 1 'obturateur. Dans un montage classique à basse pression, l'organe mobile de l'obturateur est plaqué contre l'organe fixe par la pression de fluide. Ainsi, lors des manoeuvres d'ouverture ou de fermeture de l'obturateur, l'organe mobile de celui-ci glisse sur l'organe fixe au niveau de surfaces de contact, par exemple en acier traité, ces surfaces assurant à la fois des fonctions d'étanchéité et de glissement. Cependant, cette structure présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, lorsque la pression de vapeur augmente, la pression de contact entre les deux organes croît proportionnellement pour devenir très importante. De plus, lors des manoeuvres d'ouverture ou de fermeture de l'obturateur, des griffures peuvent apparaître sur les surfaces en contact des organes fixe et mobile et perturber les déplacements de l'organe mobile entraînant par exemple un grippage du dispositif. L'effort nécessaire à la manoeuvre de cet organe mobile augmente alors, ce qui nécessite d'augmenter ses dimensions d'ou une fuite de vapeur supplémentaire, une consommation plus importante d'énergie de manoeuvre et un coût supplémentaire des moyens de manoeuvre. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un obturateur à grille dans lequel le déplacement de l'organe mobile par rapport à l'organe fixe soit très. facile. A cet effet, l'invention a pour objet un obturateur à grille, notamment de turbine à vapeur, du type comportant deux organes munis de perforations et déplaçables à rotation l'un par rapport à l'autre, de manière que les perforations de ces organes soient placées plus ou moins en coincidence les unes avec les autres, afin de régler le débit de fluide traversant l'obturateur, caractérisé en ce que des éléments de roulement sont interposés entre les deux organes. Avantageusement, l'un des organes est fixe et l'autre mobile, et les éléments de roulement sont disposés dans une cage de maintien en position solidaire de l'organe fixe de l'obturateur. Selon un mode de réalisation, les éléments de roulement sont en appui d'une part sur une bague d'appui interposée entre ces éléments et l'organe fixe de l'obturateur et d'autre part sur une couronne de roulement interposée entre ces éléments et l'organe mobile de l'obturateur et les éléments de roulement sont disposés à la périphérie extérieure des organes, tandis que la périphérie intérieure de ceux-ci comprend des surfaces en regard formant joint d'étanchéité. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l représente une vue partielle en coupe d'un obturateur de l'état de la technique; et - la Fig.2 représente une vue partielle à échelle agrandie d'un obturateur selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, qui représente un obturateur de l'état de la technique, cet obturateur comporte un organe fixe 1 muni de perforations 2 régulièrement réparties, et disposé entre le rotor 3 et le stator 4 d'une turbine à vapeur. Cet organe fixe est relié à ce stator par tout moyen approprié. Des moyens d'étanchéité 5 sont prévus entre cet organe fixe et le rotor 3. Les perforations 2 de cet organe permettent de diriger du fluide et en particulier de la vapeur, vers un distributeur 6 de répartition de ce fluide en direction d'aubages de la turbine. Cet obturateur comporte également un organe mobile 7 déplaçable à rotation par rapport à l'organe fixe, cet organe mobile étant également muni de perforations 8 qui, en fonction de la position angulaire relative de l'organe mobile 7 et de l'organe fixe 1 de l'obturateur, sont mises plus ou moins en coincidence pour régler le débit de vapeur traversant cet obturateur. Le déplacement de cet organe mobile 7 est assuré par tout moyen connu en soi, comme par exemple par un servomoteur. L'étanchéité entre l'organe mobile et l'organe fixe de l'obturateur est assurée en 9 par des surfaces de contact de ces organes, ces surfaces assurant également le glissement de l'organe mobile 7 par rapport à l'organe fixe 1 lors des déplacements de celui-ci. Ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, cette structure présente un certain nombre d'inconvénients. Comme on peut le voir sur la Fig.2 qui représente un obturateur selon l'invention, celui-ci comporte toujours un organe fixe 10 muni de perforations 11 et un organe mobile 12 également muni de perforations 13. Cet organe mobile 12 est également monté déplaçable à rotation par rapport à l'organe fixe 10 pour placer les perforations 13 de cet organe mobile plus ou moins en coincidence avec les perforations 11 de l'organe fixe, afin de régler le débit de fluide traversant cet obturateur. Les autres parties de cet obturateur étant identiques à celles décrites en regard de la Fig.l, on ne les décrira pas plus en détail. Selon l'invention, des organes de roulement 14 sont interposés entre l'organe fixe et l'organe mobile. Avantageusement, ces organes de roulement sont disposés dans une cage de maintien en position 15 solidaire de l'organe fixe 10 de l'obturateur. Ces organes de roulement 14 sont en appui d'une part sur une bague d'appui 16 interposée entre ceux-ci et l'organe fixe 10 de l'obturateur et d'autre part sur une couronne de roulement 17 interposée entre ces éléments et l'organe mobile 12 de l'obturateur. Cette couronne de roulement 17 est fixée par tout moyen approprié sur cet organe mobile. La bague d'appui 16, les organes de roulement 14 et la cage de maintien en position 15 sont maintenus en position sur l'organe fixe de l'obturateur, par l'intermédiaire d'une bague de fixation 18 reliée à l'organe fixe de l'obturateur par l'intermédiaire par exemple de vis. On notera que ces éléments de roulement sont disposés à la périphérie extérieure des organes mobile et fixe de l'obturateur, tandis que la périphérie intérieure de ceux-ci comprend des surfaces en regard respectivement 10a et 12a, entre lesquelles est ménagé un jeu très faible J, et formant joint d'étanchéité, de manière à limiter le débit de fuite s'écoulant entre les organes mobile et fixe de cet obturateur par exemple lorsque celui-ci est fermé. On notera que dans le mode de réalisation représenté, les éléments de roulement sont constitués par des billes. Cependant, il va de soi que d'autres éléments de roulement tels que des rouleaux, des galets ou des aiguilles, peuvent également être utilisés. La manoeuvre de l'organe mobile reste toujours très facile dans la mesure où les éléments de roulement assurent un très bon déplacement de l'organe mobile par rapport à l'organe fixe quelle que soit la pression de fluide. I1 est également-très facile de remplacer les différents moyens entrant dans la constitution de cet obturateur, tels que les bagues, éléments de roulement et couronne, en cas de panne. REVENDICATIONS 1. Obturateur à grille, notamment de turbine à vapeur, du type comportant deux organes (10,12) munis de perforations (11,13) et déplaçables à rotation l'un par rapport à l'autre de manière que les perforations de ces organes soient placées plus ou moins en coincidence les unes avec les autres, afin de régler le débit de fluide traversant l'obturateur, caractérisé en ce que des éléments de roulement (14) sont interposés entre lesdits deux organes (10,12). 2. Obturateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un (10) des organes est fixe et l'autre (12) mobile, et en ce que les éléments de roulement (14) sont disposés dans une cage de maintien en position (15) solidaire de l'organe fixe (10) de l'obturateur. 3. Obturateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits éléments de roulement (14) sont en appui d'une part sur une bague d'appui (16) interposée entre ces éléments et l'organe fixe (10) de l'obturateur et d'autre part, sur une couronne de roulement (17) interposée entre ces éléments et l'organe mobile (12) de l'obturateur. 4. Obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterisé en ce que les éléments de roulement (14) sont disposés à la périphérie extérieure des organes (10,12) de 1 l'obturateur, tandis que la périphérie intérieure de ceux-ci comprend des surfaces en regard (10a,12a) formant joint d'étanchéité. 5. Obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de roulement comprennent des billes (14).