Brevet FR3116396A1 — publié le 20220520

Joints à balai de mise à la terre La divulgation décrit un appareil pour rendre étanche une machine tournante, telle qu’une machine électrique ou un moteur à turbine à gaz. L’appareil comprend un joint à balai. Le joint à balai comprend une pluralité de premiers filaments et une pluralité de filaments conducteurs d’électricité. Les premiers filaments sont configurés pour rendre étanche un lubrifiant à l’intérieur d’une chambre de palier ou d’un carter de la machine tournante. La pluralité de filaments électriquement conducteurs est configurée pour entrer en contact avec un arbre de la machine tournante et décharger un courant induit par la tension d’arbre de l’arbre vers une masse externe de la machine tournante. Figure pour l’abrégé : Fig. 1A Joints à balai de mise à la terre La présente divulgation concerne généralement des assemblages et des techniques d’étanchéité et de mise à la terre de machines tournantes. ARRIÈRE-PLAN Les arbres rotatifs et leurs composants, tels que les rotors des machines électriques, peuvent être soumis à des tensions d’arbre. Par exemple, des tensions parasites peuvent être induites par la rotation de l’arbre reliant le magnétisme asymétrique des machines électriques, par le magnétisme résiduel d’un arbre ou de composants stationnaires adjacents, ou par la commutation de l’électronique de puissance ou des excitateurs. RÉSUMÉ La divulgation décrit des exemples d’assemblages et de techniques pour rendre étanche un lubrifiant et mettre à la terre un arbre rotatif d’une machine tournante en utilisant un joint à balai de mise à la terre. Dans certains exemples, la divulgation décrit un exemple d’appareil comprenant un joint à balai. Le joint à balai comprend une pluralité de premiers filaments et une pluralité de filaments conducteurs d’électricité. Les premiers filaments sont configurés pour rendre étanche un lubrifiant à l’intérieur d’une chambre de palier ou d’un carter d’une machine tournante, telle qu’une machine électrique ou un moteur à turbine à gaz. La pluralité de filaments électriquement conducteurs est configurée pour entrer en contact avec un arbre de la machine tournante et décharger un courant induit par la tension d’arbre de l’arbre vers une masse externe de la machine tournante. Dans certains exemples, la divulgation décrit un exemple de système, tel qu’une machine électrique ou un moteur à turbine à gaz, qui comprend un boîtier définissant un axe, un arbre positionné le long de l’axe, un stator couplé au boîtier, et un rotor couplé à l’arbre. Le système comprend un premier palier d’arbre et un second palier d’arbre couplés au boîtier et un système de lubrification de palier couplé fluidiquement aux premier et second paliers d’arbre. Les premier et second paliers d’arbre sont chacun configurés pour entrer en contact avec l’arbre afin de permettre la rotation de l’arbre. Le système de lubrification de paliers est configuré pour lubrifier les premier et second paliers d’arbre en utilisant un lubrifiant. Le système comprend un premier joint d’arbre et un second joint d’arbre couplés au boîtier. Les premier et second joints d’arbre sont chacun configurés pour rendre étanche le lubrifiant à l’intérieur des chambres ou des carters de palier. Au moins l’un des premier et second joints d’arbre comprend un joint à balai configuré pour décharger un courant induit par la tension de l’arbre depuis l’arbre vers une masse externe du système. Les détails d’un ou plusieurs exemples sont exposés dans les dessins ci-joints et la description ci-dessous. D’autres caractéristiques, objets et avantages apparaîtront à la lecture de la description et des dessins, ainsi que des revendications. est un schéma de vue latérale en coupe illustrant un exemple de machine électrique qui comprend un ou plusieurs joints à balai de mise à la terre. est un schéma de vue latérale en coupe illustrant un exemple de joint à balai dans un boîtier de machine électrique. est un schéma de vue latérale en coupe illustrant un exemple de joint à balai de mise à la terre ayant des filaments conducteurs distribués. est un schéma de vue latérale en coupe illustrant un exemple de joint à balai de mise à la terre ayant des filaments conducteurs groupés. est un schéma de vue latérale en coupe illustrant un exemple de joint à balai de mise à la terre ayant des filaments conducteurs en rangée. Appareil, comprenant : un joint à balai (26, 40, 50, 60) comprenant : une pluralité de premiers filaments (28, 44A, 54A, 64A, 64B) configurés pour rendre étanche un lubrifiant à l’intérieur d’une chambre de palier ou d’un carter d’une machine tournante (10) ; et une pluralité de filaments électriquement conducteurs (44B, 54B, 64C) configurés pour entrer en contact avec un arbre (14) de la machine tournante et décharger un courant induit par la tension de l’arbre de l’arbre vers une masse externe (34) de la machine tournante. Appareil selon la revendication 1, la pluralité de premiers filaments étant distribuée de manière continue de manière circonférentielle autour du joint à balai. Appareil selon la revendication 1 ou la revendication 2, la pluralité de premiers filaments comprenant une pluralité de filaments non-conducteurs ou semi-conducteurs (44A, 54A, 64A, 64B). Appareil selon la revendication 3, la pluralité de filaments électriquement conducteurs étant uniformément dispersée avec la pluralité de filaments non-conducteurs ou semi-conducteurs. Appareil selon la revendication 3, la pluralité de filaments électriquement conducteurs étant agencée en grappes discrètes distribuées de manière circonférentielle autour du joint à balai. Appareil selon la revendication 3, le joint à balai comprenant une pluralité de rangées de la pluralité de premiers filaments, et la pluralité de filaments électriquement conducteurs étant agencée en une seule rangée. Appareil selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre un conduit de décharge configuré pour conduire le courant induit par la tension de l’arbre depuis le joint à balai jusqu’à la masse externe. Appareil selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, un diamètre moyen des filaments électriquement conducteurs de la pluralité de filaments électriquement conducteurs étant compris entre environ 5 micromètres et environ 100 micromètres. Système comprenant : un boîtier (12) définissant un axe (13) ; un arbre (14) positionné le long de l’axe ; un stator (16) couplé au boîtier ; un rotor (18) couplé à l’arbre ; un premier palier d’arbre (20A) et un second palier d’arbre (20B) couplés au boîtier, les premier et second paliers d’arbre étant chacun configurés pour entrer en contact avec l’arbre pour permettre la rotation de l’arbre ; un système de lubrification de paliers (22A, 22B) couplé fluidiquement aux premier et second paliers d’arbre, le système de lubrification de paliers étant configuré pour lubrifier les premier et second paliers d’arbre en utilisant un lubrifiant ; et un premier joint d’arbre (24A) et un second joint d’arbre (24B) couplés au boîtier, les premier et second joints d’arbre étant chacun configurés pour rendre sensiblement étanche le lubrifiant à l’intérieur d’une chambre de palier d’un premier ou d’un second palier d’arbre ou d’un carter respectif du système de lubrification de palier, et au moins l’un des premier et second joints d’arbre comprenant un joint à balai (26, 40, 50, 60) configuré pour décharger un courant induit par la tension de l’arbre depuis l’arbre vers une masse externe du système. Système selon la revendication 9, le joint à balai comprenant : une pluralité de premiers filaments (28, 44A, 54A, 64A, 64B), et une pluralité de filaments électriquement conducteurs (44B, 54B, 64C) configurés pour entrer en contact avec l’arbre et décharger du système le courant induit par la tension de l’arbre. Système selon la revendication 9 ou 10, le système de lubrification de palier étant un système de lubrification à carter sec ou humide. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, les premier et second joints d’arbre comprenant chacun un joint à balai configuré pour décharger de l’arbre le courant induit par la tension de l’arbre. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, un seul des premier et second joints d’arbre comprenant un joint à balai configuré pour décharger du système le courant induit par la tension de l’arbre. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 13, le système étant configuré pour fonctionner à une pression d’un intérieur du boîtier comprise entre environ 0 psig et environ 5 psig. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 14, un diamètre de l’arbre étant supérieur à environ dix centimètres, ou le système étant configuré pour fonctionner à une vitesse d’arbre de l’arbre qui est supérieure à environ 50 mètres par seconde.