Brevet FR2708700A1 — publié le 19950210

La présente invention concerne un obturateur à grille, par exemple 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 celuici, 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 l'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 et la température de vapeur s'élève, la pression de contact entre les deux organes croit proportionnellement pour devenir très importante. Dans ces conditions, les surfaces ayant subi des traitements classiques se dégradent rapidement et ne permettent donc plus un fonctionnement correct de l'obturateur. 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 une augmentation des capacités des moyens de commande, d'où une consommation plus importante d'énergie de manoeuvre et un coût supplémentaire des moyens de manoeuvre. Afin de résoudre ces problèmes, le document FRA-2 670 825 au nom de la Demanderesse propose d'interposer des éléments de roulement entre les deux organes pour faciliter la manoeuvre de l'organe mobile. Cependant, l'utilisation de ces éléments de roulement se traduit par une structure relativement complexe, encombrante et d'un coût de fabrication élevé. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l' invention a pour objet un obturateur à grille, par exemple 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, ces organes comportant des surfaces de contact en appui l'une contre l'autre assurant à la fois des fonctions d'étanchéité et de glissement, caractérisé en ce qu'au moins l' une de ces surfaces de contact est revêtue d'au moins une couche de matériau céramique. 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 de côté en coupe d'un obturateur selon l'invention; et - les Fig.2 et 3 représentent respectivement des vues partielles de face d'un organe mobile et d'un organe fixe entrant dans la constitution d'un obturateur selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur ces figures, qui représentent un obturateur selon l'invention, 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 détente de ce fluide placé en amont des aubages mobiles 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 7 et l'organe fixe 1 de l'obturateur est assurée en 9 par des surfaces de contact respectivement 7a et la 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. Comme on peut le voir plus clairement sur les Fig.2 et 3, au moins l'une et éventuellement les deux surfaces de contact sont revêtues d'au moins une couche de matériau céramique. Ce matériau céramique peut par exemple être formé de carbure de chrome, d'oxyde de chrome ou de carbure de titane. Cette structure simple permet d'obtenir de très bonnes caractéristiques d'étanchéité et de glissement au niveau des surfaces de contact entre les deux organes. REVENDICATIONS 1. Obturateur à grille, par exemple de turbine à vapeur, du type comportant deux organes (1,7) munis de perforations (2,8) 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, ces organes comportant des surfaces de contact (la,7a) en appui l'une contre l'autre assurant à la fois des fonctions d'étanchéité et de glissement, caractérisé en ce qu'au moins l'une de ces surfaces de contact (la,7a) est revêtue d'au moins une couche de matériau céramique. 2. Obturateur à grille selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux surfaces de contact sont revêtues d'au moins une couche de matériau céramique. 3. Obturateur à grille selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau céramique est formé de carbure de chrome. 4. Obturateur à grille selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau céramique est formé d'oxyde de chrome. 5. Obturateur à grille selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau céramique est formé de carbure de titane.