INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La est une vue latérale de la pompe régénérative des et 4.
La est une vue en coupe de la pompe de la , la section transversale étant prise le long de la ligne A-A de la ; la pompe étant dans la position de régénération normale.
La est une vue en coupe de la pompe similaire à la , mais montrant la pompe dans la position de limitation de pression de la .
La est une vue en coupe de la pompe similaire aux et 8, mais montrant la pompe dans une position de limitation de pression partielle, entre la position de la et de la .
La est une vue en coupe schématique d’une portion de la pompe de la , dans une position de régénération normale adjacente à la sortie du logement de pompe.
La est une vue en coupe schématique d’une portion de la pompe de la , dans une position de limitation de pression adjacente à la sortie du logement de pompe.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE Il est maintenant fait référence en détail aux exemples de réalisation de la présente description qui sont illustrés dans les dessins joints. Lorsque c’est possible, les mêmes numéros de référence seront utilisés dans tous les dessins pour se référer à des parties identiques ou analogues.
La montre un système 100 incluant une pompe d’étage principal 102 et une pompe régénérative 104 qui sont l’une et l’autre raccordées à un arbre d’entraînement rotatif 106 couplé fonctionnellement à un moteur. Dans un exemple non limitatif, le système 100 peut faire partie d’un système de carburant pour moteur d’aéronef. Dans cet exemple, le moteur met en rotation l’arbre d’entraînement 106, qui met en rotation à la fois les pompes 102, 104 simultanément. Par exemple, les pompes 102, 104 peuvent être montées de manière étanche à un arbre 170 et isolées l’une de l’autre par l’intermédiaire de joints d’étanchéité 172. La pompe d’étage principal 102 peut être une pompe centrifuge et inclure un inducteur, une turbine, ou les deux. Dans l’exemple montré, une turbine 103 est illustrée. La pompe régénérative 104 inclut une turbine de pompe régénérative 105. Situés entre la turbine de pompe régénérative 105 et l’arbre 179 se trouvent des paliers lisses et de butée 173. La a omis, à des fins de clarté, le logement de la pompe régénérative 104.
Bien que des pompes régénératives puissent être utilisées dans de nombreux types de systèmes, dans cet exemple particulier pour un moteur d’aéronef, pendant le démarrage, le carburant est mis à la disposition à la fois de la pompe d’étage principal 102 et de la pompe régénérative 104. La pression de carburant alimentée au moteur est produite par la pompe régénérative 104. Lorsqu’une vitesse de moteur prédéterminée est atteinte, la pompe régénérative 104 est coupée de l’alimentation en carburant. La vitesse de moteur prédéterminée est choisie de sorte que la pression de carburant obtenue à partir de la pompe d’étage principal 102 est suffisante pour faire fonctionner le moteur.
La illustre un graphique 180 de la pression de sortie à la fois de la pompe d’étage principal 102 (marquée « HSC Stage Discharge Pressure (psia) – Pression de refoulement d’étage HSC (psi absolu) ») et de la pompe régénérative 104 (marquée « Regen Disch Pressure (psia) – Pression de refoul. régén. (psi absolu) ») en fonction d’un pourcentage de la vitesse nominale maximale d’entraînement de pompe à laquelle les pompes 102, 104 sont entraînées. Comme montré, la pompe régénérative 104 produit une pression de sortie significativement plus élevée que la pompe centrifuge 102 à de faibles vitesses d’entraînement (par exemple, moins de 10 % de la vitesse nominale maximale d’entraînement). Comme il sera décrit ici, le système 100 est configuré pour limiter la pression produite au niveau de la sortie de la pompe régénérative 104 à mesure que la vitesse d’entraînement de pompe augmente.
Toujours en référence à la , la pompe régénérative 104 fournit une pression élevée de carburant même à de faibles vitesses moteur. À mesure que la vitesse de moteur augmente, la pompe régénérative 104 fournit une pression de carburant de plus en plus élevée. Le fait de permettre à la pompe régénérative 104 de continuer à pomper une quantité non limitée de carburant à des vitesses moteur au-delà de la vitesse de moteur prédéterminée provoquerait une pression et un couple excessifs, ce qui pourrait conduire à une défaillance du système de pompe de carburant 100. Lorsque la pression de sortie de la pompe régénérative 104 atteint un niveau prédéterminé, il est souhaitable de limiter la pression générée par la pompe régénérative 104. Les à 11 montrent une mise en œuvre à ces fins.
En référence maintenant aux et 4, un mode de réalisation donné à titre d’exemple de pompe régénérative 104 est montré schématiquement. La illustre la pompe régénérative 104 dans une position de fonctionnement de régénération normale, tandis que la illustre la pompe régénérative 104 dans une position de limitation de pression. Par le terme « régénération normale », on entend que l’écoulement régénératif survient généralement de l’entrée à la sortie pour maximiser la quantité d’énergie transférée au fluide transporté à travers la pompe. Par le terme de position de « limitation de pression », l’écoulement régénératif est empêché le long d’au moins une portion du canal de pompage qui s’étend circonférentiellement entre l’entrée et la sortie.
En référence maintenant aux et 5, la pompe régénérative 104 inclut un logement 120. Le logement 120 est montré sur la en section transversale éclatée avec des première et seconde sections de logement 120a, 120b. Le logement 120 définit une cavité 121 ayant un agencement d’entrée de fluide 122 et un agencement de sortie de fluide 124. Un canal 126 définit un volume ouvert s’étendant entre l’agencement d’entrée de fluide 122 et un agencement de sortie de fluide 124. Le canal 126 s’étend circonférentiellement entre l’agencement d’entrée 122 et l’agencement de sortie 124.
Dans un exemple, lorsque la pompe 104 est mise en fonctionnement dans l’état de limitation de pression, un écoulement régénératif survient le long d’une première portion du canal de pompage 126 et ne survient pas le long d’une seconde portion du canal de pompage 126. Les longueurs circonférentielles relatives des première et seconde portions peuvent varier pour limiter la pression de sortie de la pompe 104. Par exemple, à mesure que la vitesse de rotation de la pompe 104 augmente au-dessus d’une vitesse de rotation correspondant à une limite de pression de la pompe 104, la longueur circonférentielle de la première portion peut diminuer, et la longueur circonférentielle de la seconde portion peut augmenter. Dans un exemple, la première portion peut s’étendre circonférentiellement de l’agencement d’entrée 122 à un emplacement intermédiaire entre l’agencement d’entrée 122 et l’agencement de sortie 124, et la seconde portion peut s’étendre circonférentiellement de l’emplacement intermédiaire à l’agencement de sortie 124.
L’agencement d’entrée 122 et l’agencement de sortie de fluide 124 peuvent prendre de nombreuses formes. Dans le mode de réalisation montré sur la , l’agencement d’entrée 122 inclut une paire d’entrées de fluide 140, 142 espacées circonférentiellement l’une de l’autre et en communication avec le canal 126. L’agencement de sortie 124 inclut une paire de sorties de fluide 144, 146 espacées circonférentiellement l’une de l’autre et en communication avec le canal 126.
L’enceinte est chauffée à une température comprise entre 1500°C et 1600°C au moyen d’un four à induction, jusqu’à obtention d’un bain de matière en fusion, celle-ci étant maintenue pendant une durée de 15 min.
La matière est ensuite atomisée de manière à produire une poudre d’acier austénitique.
Le tableau 1 présente, pour chaque exemple, la composition de l’acier inoxydable, exprimée en pourcentages en masse sur la base de la masse de l’acier. Le complément à 100 % de la masse de l’acier est constitué par le fer. La composition a été mesurée par Spectrométrie à plasma à couplage inductif (ICP) à l’aide d’un spectromètre « LECO ».
La distribution granulométrique des poudres (d10, d50, d90) est déterminée suivant la norme ISO 13320-1 ou ASTM B822.
Des éprouvettes sont ensuite construites à partir des poudres d’acier par fabrication additive au moyen d’un procédé de fusion laser sélective (« Powder Bed Fusion » ou fusion sur lit de poudre selon la terminologie Anglo-saxonne). Le procédé est mis en œuvre selon les paramètres présentés dans le Tableau 1.
Les éprouvettes fabriquées sont représentées sur la . Elles présentent une épaisseur de 0,4 mm et deux extrémités élargies afin de permettre leur fixation dans un mors.
Les mesures de limite d’élasticité, de contrainte à rupture et de déformation à rupture sont réalisées selon les normes ISO 6892-1 et ASTM E8.
Les conditions de fabrication additive ont dû être légèrement ajustées pour les aciers 304L et 316L du fait de la granulométrie plus importante des poudres.
On observe que les éprouvettes fabriquées à partir d’une poudre conforme à l’invention présentent des propriétés mécaniques plus intéressantes que les éprouvettes constituées à partir de poudre d’acier 304L ou 316L.
Acier inoxydable austénitique La présente invention concerne un acier inoxydable austénitique, une pièce formée d’un tel acier ainsi qu'un procédé de fabrication d’une telle pièce.
Les aciers inoxydables sont des aciers résistants à la corrosion et qui contiennent au minimum 10,5 % de chrome. Le chrome réagit avec l'oxygène de l'air de manière à former à la surface de l'acier une couche passivante d'oxyde riche en chrome qui confère aux aciers inoxydables leur résistance à la corrosion.
Les aciers inoxydables sont ainsi particulièrement bien adaptés aux applications en environnement humide. C’est le cas par exemple pour les aciers 310 et 316 dont les plages de composition sont définies par l’AISI (acronyme de « American Iron and Steel Institute », ou Institut Américain du Fer et de l’Acier en français). Il est en outre souhaitable pour certains aciers inoxydables de présenter une bonne résistance à la rupture et/ou une bonne résistance à la fatigue.
Cependant, un inconvénient des aciers inoxydables est que pour atteindre une résistance mécanique et une résistance à la corrosion compatibles avec les applications souhaitées, il est généralement nécessaire d’effectuer un ou plusieurs traitements thermomécaniques sur l’acier après l’avoir coulé. Cela est notamment le cas pour les aciers inoxydables austénitiques.
Par exemple, un traitement d’hypertrempe peut être effectué, qui consiste à maintenir l’acier inoxydable austénitique à une température comprise entre 1000 °C et 1150 °C, puis à le refroidir rapidement. On évite ainsi la précipitation de carbures ou de carbonitrures de chrome qui peuvent provoquer une sensibilité à la corrosion intergranulaire. Un traitement d’homogénéisation d’une durée pouvant être supérieure à 24 h et à une température comprise entre 1150 °C et 1200 °C peut aussi être effectué afin d’améliorer la forgeabilité de l’acier austénitique en limitant le développement d’une phase ferritique. Par ailleurs, afin d’augmenter la limite d’élasticité de l’acier, un écrouissage, par exemple par déformation à froid peut être effectué. En variante, des mécanismes de précipitation de carbure ou de carbonitrures de niobium fins peuvent intervenir en respect des équilibres thermodynamique et activé cinétiquement par les contraintes et déformation.
Les traitements thermomécaniques décrits ci-dessus présentent les inconvénients suivants. Ils sont énergivores, de mise en œuvre complexes afin d’assurer une reproductibilité du résultat obtenu, et plusieurs d’entre eux doivent dans certains cas être appliqués consécutivement afin d’atteindre le niveau de résistance à la corrosion ou le niveau de résistance mécanique souhaitée.
Il existe donc un besoin pour un acier inoxydable austénitique, présentant après fusion, coulée, solidification et refroidissement et optionnellement parachèvement, de bonnes performances mécaniques et de résistance à la corrosion, notamment sans qu’un traitement thermomécanique tel que décrit ci-dessus ne soit indispensable.
Dans de nombreux exemples, le premier bras est un segment arqué ayant une première extrémité et une seconde extrémité ; le premier bras étant réglable radialement relativement à la turbine de telle sorte que la seconde extrémité se déplace radialement plus loin de la turbine que la première extrémité ; et le second bras est un segment arqué ayant une première extrémité et une seconde extrémité ; le second bras étant réglable radialement relativement à la turbine de telle sorte que la seconde extrémité de second bras se déplace radialement plus loin de la turbine que la première extrémité de second bras.
Dans un autre aspect, une pompe régénérative est prévue comprenant une turbine pouvant être mise en rotation autour d’un axe de turbine, la turbine incluant un premier côté axial et un second côté axial, la turbine incluant une première pluralité d’aubes de pompe régénérative espacées autour d’une circonférence de la turbine au niveau du premier côté axial de la turbine, la turbine incluant également une seconde pluralité d’aubes de pompe régénérative espacées autour de la circonférence de la turbine au niveau du second côté axial de la turbine ; et un logement de pompe dans lequel la turbine est montée de manière rotative, le logement de pompe définissant une entrée et une sortie, le logement de pompe définissant également un canal qui s’étend circonférentiellement autour de la turbine entre l’entrée et la sortie, le canal incluant des première et seconde sections d’écoulement régénératif correspondant respectivement aux première et seconde pluralités de lames de pompe régénérative, le logement de pompe incluant un bras qui définit au moins une portion du canal, le bras pouvant être déplacé à l’écart de l’axe de turbine pour agrandir un volume du canal et pouvant être déplacé vers l’axe de turbine pour réduire le volume du canal.
Dans de nombreuses mises en œuvre, le bras est mobile relativement à l’axe de turbine entre une première position et une seconde position, dans lesquelles le bras est plus proche de l’axe de turbine dans la première position par comparaison avec la seconde position.
Dans certains exemples, lorsque le bras est dans la première position, les première et seconde sections d’écoulement régénératif sont positionnées pour coopérer avec les première et seconde pluralités d’aubes de pompe régénérative pour générer un écoulement circulatoire régénératif dans le canal de l’entrée à la sortie pendant le pompage, et dans lesquels lorsque le bras est dans la seconde position au moins des portions des première et seconde sections d’écoulement régénératif sont espacées suffisamment loin de la turbine pour que cet écoulement circulatoire régénératif soit inhibé le long de ces portions pendant le pompage.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le logement inclut un ensemble de logement principal, dans lequel le bras est relié de manière pivotante à l’ensemble de logement principal adjacent à l’entrée au niveau d’un axe de pivotement de façon à être mobile de manière pivotante entre les première et seconde positions, dans lequel le bras s’étend généralement de l’entrée à la sortie du logement de pompe, et dans lequel l’axe de pivotement est parallèle à l’axe de turbine.
Dans des exemples, lorsque le bras est dans la première position le canal a une aire d’écoulement en coupe transversale qui est constante à mesure que le canal s’étend de l’entrée à la sortie, et dans lequel lorsque le bras est dans la seconde position l’aire d’écoulement en coupe transversale du canal s’agrandit à mesure que le canal s’étend de l’entrée à la sortie.
Dans un autre aspect, un procédé de réduction d’augmentation de pression dans une pompe régénérative est prévu. Le procédé comprenant : le déplacement radial d’un agencement de bras à l’écart d’une turbine pour dilater un volume d’un canal maintenant un fluide.
Dans un procédé donné à titre d’exemple, l’étape de déplacement radial de l’agencement de bras inclut le déplacement radial d’un premier bras et d’un second bras à l’écart de la turbine, la turbine étant au sein d’une cavité dans un logement et fixée à un arbre en rotation.
De nombreux procédés donnés à titre d’exemple incluent en outre une étape de commande du mouvement radial du premier bras et du second bras en utilisant un premier ressort entre le logement et le premier bras, et un second ressort entre le logement et le second bras.
Dans un autre aspect, une pompe régénérative est prévue comprenant : une turbine pouvant être mise en rotation autour d’un axe de turbine, la turbine incluant une pluralité d’aubes de pompe régénérative espacées autour d’une circonférence de la turbine ; un logement de pompe dans lequel la turbine est montée de manière rotative, le logement de pompe définissant une entrée et une sortie, le logement de pompe définissant également un canal qui s’étend circonférentiellement autour de la turbine entre l’entrée et la sortie ; et dans lequel le canal comprend une section de régénération et une section de limitation de pression ; chacune de la section de régénération et de la section de limitation de pression ayant une longueur qui varie en réponse à une quantité de pression dans le canal.
Dans un aspect donné à titre d’exemple, la pompe inclut en outre un agencement de bras construit et agencé pour influencer une taille du canal.
Une diversité d’exemples de procédés ou caractéristiques de produits souhaitables seront énoncés en partie dans la description qui suit, et seront en partie apparents à partir de la description, ou pourront être appris en mettant en pratique divers aspects de la divulgation. Les aspects de la divulgation peuvent concerner des caractéristiques individuelles ainsi que des combinaisons de caractéristiques. Il faut comprendre qu’à la fois la description générale qui précède et la description détaillée qui suit sont à titre d’explication uniquement et ne limitent pas l’invention revendiquée.
La est une vue schématique du système incluant une pompe centrifuge et une pompe régénérative, construites conformément aux principes de la présente divulgation, seule la turbine de la pompe régénérative étant représentée.
La est un graphique montrant comment la vitesse d’entraînement de pompe influence la pression de sortie à la fois d’une pompe centrifuge et de la pompe régénérative du système donné à titre d’exemple dans la .
La est une vue schématique avant de la pompe régénérative de la , montrée dans une position de régénération normale.
La est une vue schématique d’extrémité de la pompe régénérative de la , similaire à la , mais montrée dans une position de limitation de pression.
Tels qu’utilisés ici, les termes « processeur » et « ordinateur » et les termes associés, par exemple « dispositif de traitement », « dispositif informatique » et « dispositif de commande » peuvent ne pas être limités aux seuls circuits intégrés auxquels il est fait référence dans la technique en tant qu’ordinateur, mais se réfèrent à un microcontrôleur, un micro-ordinateur, un dispositif de commande logique programmable (PLC), un réseau de portes programmables sur site, un circuit intégré spécifique à une application et d’autres circuits programmables. Une mémoire appropriée peut comprendre, par exemple un support lisible par ordinateur. Un support lisible par ordinateur peut être, par exemple une mémoire vive (RAM), un support non volatile lisible par ordinateur, tel qu’une mémoire flash. Le terme « support non transitoire lisible par ordinateur » représente un dispositif informatique tangible mis en œuvre pour le stockage à court et à long terme d’informations, telles que des instructions lisibles par ordinateur, des structures de données, des modules et sous-modules de programme, ou d’autres données sur n’importe quel dispositif. Par conséquent, les procédés décrits ici peuvent être codés sous forme d’instructions exécutables incorporées dans un support tangible, non transitoire, lisible par ordinateur, y compris, sans limitation, un dispositif de stockage et/ou un dispositif de mémoire. De telles instructions, lorsqu’elles sont exécutées par un processeur, amènent le processeur à exécuter au moins une partie des procédés décrits ici. En tant que tel, le terme comprend les supports tangibles lisibles par ordinateur, y compris, sans s’y limiter, les dispositifs de stockage informatiques non transitoires, y compris, sans s’y limiter, les supports volatils et non volatils, et les supports amovibles et non amovibles tels que les micrologiciels, le stockage physique et virtuel, les CD-ROM, les DVD et autres sources numériques, telles qu’un réseau ou Internet.
Le langage approximatif, tel qu’il est utilisé ici dans la description et les revendications, peut être appliqué pour modifier toute représentation quantitative qui pourrait varier de manière admissible sans entraîner de changement dans la fonction de base à laquelle elle peut être liée. Par conséquent, une valeur modifiée par un terme ou des termes, tels que « environ », « sensiblement » et « approximativement », peut ne pas être limitée à la valeur précise spécifiée. Dans au moins certains cas, le langage approximatif peut correspondre à la précision d’un instrument de mesure de la valeur. Ici et dans l’ensemble de la description et des revendications, les limites de plage peuvent être combinées et/ou interchangées, ces plages peuvent être identifiées et comprendre toutes les sous-plages qu’elles contiennent sauf indication contraire du contexte ou du langage.
Cette description écrite utilise des exemples pour divulguer les modes de réalisation, y compris le meilleur mode, et pour permettre à l’homme du métier de mettre en pratique les modes de réalisation, y compris la fabrication et l’utilisation de tout dispositif ou système et la mise en œuvre de tout procédé incorporé. Les revendications définissent la portée brevetable de la divulgation et comprennent d’autres exemples qui viennent à l’esprit de l’homme du métier. Ces autres exemples sont destinés à être dans la portée des revendications s’ils ont des éléments structurels qui ne diffèrent pas du langage littéral des revendications, ou s’ils comprennent des éléments structurels équivalents avec des différences non substantielles par rapport au langage littéral des revendications.
Ensemble de mesure de la température d’une surface d’un objet lors de la réalisation d’un traitement thermique, ensemble et procédé de traitement thermique La présente invention concerne le domaine du traitement thermique d’un objet, en particulier un assemblage de pièces métalliques soudées entre elles.
Une centrale nucléaire comprend des équipements tels qu’une cuve de réacteur, un pressuriseur, un générateur de vapeur, des tuyaux de raccordement, des picages et/ou des vannes, qui sont réalisés par soudage de pièces métalliques entre elles ou assemblés entre eux par soudage.
Le soudage de pièces métalliques entre elles peut induire des contraintes mécaniques résiduelles dans les pièces métalliques et dans l’assemblage formé des pièces métalliques soudées entre elles.
Il est possible de soumettre un assemblage de pièces métalliques soudées entre elles à un traitement thermique de détensionnement (TTD), qui consiste à porter une zone de soudure entre les pièces métalliques (incluant la(les) soudure(s) et la(les) zone(s) affectée(s) thermiquement par le soudage), à une température donnée pendant un temps donné, afin de relâcher les contraintes mécaniques résiduelles induites par le soudage et d’obtenir des caractéristiques mécaniques appropriées pour la zone de soudure, et pour l’assemblage de pièces métalliques.
Un traitement thermique de détensionnement peut être appliqué globalement sur un assemblage de pièces métalliques soudées dans son ensemble, en plaçant celui-ci dans un four, ou localement sur une zone de soudure de l’assemblage, par exemple par chauffage à l’aide de résistances électriques.
Lorsque les dimensions d’un assemblage de pièces métalliques soudées le permettent, un traitement thermique de détensionnement global de l’assemblage peut être réalisé dans un four.