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Cette invention se rapporte aux accouplements turbo- hydrauliques, qui sont pourvus d'une ou de plusieurs valves à vidange rapide pour permettre de vider rapidement la chambre de travail, cette valve,ou chaque valve, comprenant un élément de valve qui contr8le un orifice de sortie, et qui est soumis, d'un côté, à la pression centrifuge du liquide travaillant, qui se trouve dans la chambre de travail, et de l'autre côté, à la pres- sion d'un liquide travaillant, introduit de cet autre côté de la valve, et venant d'un passage dans lequel le liquide est sou- mis à une hauteur de charge centrifuge.
Dans le fonctionnement normal de l'accouplement turbo-hydraulique, la force agissant sur
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la valve pour la fermer, en raison de la charge centrifuge agis- sant sur le côté extérieur, suivant le rayon, de l'élément de valve, par exemple un diaphragme, est plus grande que la force agissant pour l'ouvrir, résultant de la pression agissant de son côté intérieur, en Toison de ce que la surface exposée, du côté extérieur de l'élément de valve, est considérablement plus grande que la surface exposée du côté intérieur, et l'élément de valve, par exemple un disphragme, est ainsi appliqué sur un' siège de valve, l'orifice étant, de cette façon fermé.
Des me- sures sont prises pour que le liquide en travail introduit de façon continue, par ce passage, vers ce côté extérieur du dia- phragme, fuie de façon continue, à un régime réduit, à travers une tuyère de fuite. Lorsque la chambre de travail doit être vidée, l'introduction du liquide de travail dans ce'passage est arrêtée, de manière qu'après un laps de temps très court, dé- terminé entr'autre par la section d'écoulement de la tuyère de fuite, la pression sur le diaphragme, due au liquide introduit par ce passage, est surmontée par la pression centrifuge du li- quide dans la chambre de travail, de façon que l'élément de val- ve est déplacé de son siège, et l'orifice est ouvert, permettant ainsi à la chambre de travail de se vider rapidement, par cet orifice.
Lorsque le turbo-accouplement est entraîné par un géné- rateur de force motrice à vitesse constante, par exemple un mo- teur électrique, le laps de temps mentionné ci-dessus, à la tem- pérature normale de fonctionnement, est sensiblement la même pour chaque opération de vidange. Lorsque, toutefois, la turbine de l'accouplement est disposée pour être entraînée à des vitesses différentes, par exemple par un moteur Diesel, avec un régulateur de vitesse, ce laps de temps sera différent pour des vitesses différentes de la turbine, étant plus long pour des vitesses de turbine plus faibles, pour la raison qu'avec une réduction dans la vitesse de l'accouplement, l'effet de la force centrifuge est,
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réduit, et le régime de vidange, à travers la tuyère de fuite, est proportionnellement plus lent.
Lorsque l'accouplement fonc- tionne à faible vitesse, le laps de temps entre l'arrêt de l'ali- mentation en liquide vers ce passage et l'ouverture de la valve à diaphragme peut être considérable. Un laps de temps court est évidemment désirable, et c'est le but de la présente invention de procurer un turbo-accouplement qui est pourvu d'une, ou de plusieurs valves à vidange rapide, avec une disposition perfec- tionnée de la tuyère de fuite telle que le laps de temps est moins dépendant de là vitesse de l'accouplement que ce n'a été le cas jusqu'ici.
Suivant la présente invention, il est procuré un àccouplé- ment turbo-hydraulique pourvu d'au moins une valve à vidange ra- pide, pour permettre de vider rapidement la chambre de travail de l'accouplement, cette valve comprenant un élément de valve qui contrôle un orifice de sortie, et qui est soumis, d'un côté, à la pression centrifuge du liquide en travail dans la chambre de tra- vail, et de l'autre côté à la pression du liquide introduit de 'cet autre côté de l'élément de valve, par un passage dans lequel le liquide est soumis à la charge centrifuge, lorsque le turbo- accouplement est en fonctionnement, des moyens permettant au liquide de fuir à partir de cet autre côté de cet élément de valve, le turbo-accouplement comportant également des moyens pour régler l'introduction de liquide dans ce passage,
caractérisés par l'application de moyens sensibles à la vitesse angulaire de cette vanne à vidange rapide, pour faire varier la section d'écou- lement de ces'moyens de fuite, dans un sens tel que, lorsque ces moyens sensibles à la vitesse fonctionnent, la pression de cet autre côté de l'élément de valve peut tomber plus rapidement, en réponse à l'arrêt de l'alimentation en liquide vers ce passage, qu'elle ne tomberait si ces moyens n'étaient pas prévus.
Une réalisation de l'invention sera maintenant décrite, à titre d'exemple, en se reportant aux dessins annexés,' telle
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qu'appliquée à un accouplement turbo-hydraulique du type dans lequel la fourniture de liquide travaillant, vers la chambre de travail, est effectuée au moyen d'un tube de reprise réglable, pouvant glisser à l'intérieur d'un logement stationnaire dis- posé dans une chambre réservoir rotative, qui reçoit le liquide s'écoulant de la chambre de travail.
Dans les dessins, la fig. 1 est une vue du turbo-accou- plement en coupe verticale, prise suivant l'axe de l'accouplement et la fig. 2 est une vue en coupe, à plus grande échelle, de l'un des valves à diaphragme, dont le turbo-accouplement est pourvu.
En se reportant aux dessins, le turbo-accouplement indiqué comprend une turbine à aubes entraîneuse 1 et une turbine à aubed entraînée 2, montées respectivement sur un arbre d'entrée 3 et un arbre de sortie 4, la turbine entraîneuse et la turbine en- traînée étant disposées dans un carter 5 qui tourne avec la tur- bine entraîneuse 1, et qui est pourvu, à sa périphérie extérieure, de plusieurs valves à diaphragme à vidange rapide 6, espacées uniformément autour de son axe de rotation.
Dans la description détaillée suivante, d'une des valves 6, il sera supposé que la position angulaire de la chambre de tra- vail, à l'intérieur du carter 5, est telle que la valve 6 en question se trouve au sommet du carter 5 comme indiqué dans la fige 1. La valve 6 comprend, dans la fig. 2, un corps de valve 7, en substance cylindrique, avec une ouverture centrale 8, le corps de valve 7 étant fixé à l'extérieur du carter 5, ,avec l'ouver- ture 8 disposée centralement par rapport à l'ouverture plus gran- de 9 dans le carter 5. Le corps de valve 7 possède des parois intérieure et extérieure 10 et 11 en substance cylindriques, avec un espace annulaire entr'elles.
Un anneau composite comprenant des éléments d'anneau intérieur et extérieur 12 et 13, avec un guide annulaire 14 fixé entr'eux, est vissé dans la paroi ex- térieure du corps de valve 7, avec les surfaces inférieures des éléments d'anneaux 12 et 13, se trouvant dans un même plan, espa-
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cées de la paroi de fond 15 du corps de valve 7, et avec la sur- face supérieure de l'élément d'anneau intérieur 12, qui se pro- jette vers l'intérieur, en partant du guide annulaire 14, dans le même plan que la surface supérieure de la paroi intérieure 10 du corps de valve, et espacée latéralement de celle-ci.
Les surfaces supérieures de la paroi intérieure 10 du corps de valve 7, et de l'élément d'anneau intérieur 12, forment des sièges pour un dis- que de diaphragme 16, fait d'un disque de métal mince en feuille, qui repose normalement sur ces sièges de valve, son mouvement l'écartant des sièges étant limité par un redan annulaire formé par une bride 17 se projetant vers l'intérieur, sur les éléments d'anneau extérieurs 13.
Il existe également, vissée dans le corps de valve 7, au- dessus de l'anneau composite 12, 13, 14, et espacées de celui-ci, une plaque de fermeture 18 dans le centre de laquelle est vissé un bouchon 19, possédant un orifice de décharge 20, de petit dia- mètre, le bouchon 19 servant de tuyère de fuite. La plaque de fer- meture 18 possède également deux tuyères centrifuges de réglage 21, vissées sur elle, une de chaque côté du bouchon 19.
Chaque tuyère de réglage comprend un bouchon 22, qui possède une cavité 23, qui est en communication libre, à son extrémité inférieure, avec l'in- térieur du corps de valve 7 et qui, à son extrémité supérieure, se confond avec un orifice 24, qui communique avec des orifices laté- raux de décharge 25, s'étendant au travers de la tête du bouchon 22, la tête étant disposée à l'extérieur de la plaque de ferme- ture 18. Une bille 26, dans la cavité 23, est adaptée, lorsqu'elle se trouve dans sa position supérieure, c'est-à-dire, sa position la plus écartée dans la direction radiale par rapport à l'axe de rotation du turbo-accouplement, pour fermer l'orifice 24. Un res- sort de valve 27 tend à écarter la bille 26 de cette position su- périeure.
Les ressorts 27 des deux tuyères de réglage 21 sont de force différente, pour une raison qui sera expliquée.
L'espace 28, dans le corps de valve 7, en-dessous de l'anneau
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composite, et entre les parois 10 et 11, communique avec l'ex- térieur du carter 5 de la chambre de travail du turbo-accouple- ment, par plusieurs ouvertures de décharge 29, de grande section, dans le corps de valve 7, et l'espace 28 communique aussi avec l'espace central 8, limité latéralement par la paroi intérieure 10, du corps de valve 7, et donc avec l'intérieur de la chambre de travail du turbo-accouplement, via un orifice 30 de petit diamètre, dans la paroi intérieure 10, cet orifice tenant la place d'une tuyère de fuite conventionnelle. Un orifice d'entrée 31 est percé dans la paroi extérieure 11 ducorps de valve 7, l'orifice 31 communiquant avec l'espace 32, au-dessus du dia- phragme 16.
En se reportant à la fig. 1, le turbo-accouplement est du type à tube de reprise c'est-à-dire qu'il est pourvu d'une chambre- réservoir 33, qui tourne avec le carter 5 de la chambre de travail) et donc avec la turbine d'entraînement 1, et un tube de reprise 34 réglable est prévu pour alimenter la chambre de travail en liquide de fonctionnement à partir de la chambre-réservoir 33 via un réfrigérant (non indiqué). Le tube de reprise 34 est ajustable longitudinalement dans un logement 35, au moyen d'un levier de réglage 36.
Les turbo-accouplements de ce type général sont bien connus, et sont montrés, par exemple, dans les descriptions du brevet anglais NI 493.703 et du brevet belge ? 427.445. La cham- bre-réservoir 33 enferme les valves à diaphragme 6, Le liquide de travail venant du réfrigérant passe à travers un conduit 37 dans ce logement 35 du tube de reprise, le conduit 37 menant à une rainure collectrice annulaire 38 formée dans le logement 35 du tube de reprise, adjacent au carter 5 de la chambre de travail.
Le carter 5 est fabriqué avec plusieurs orifices d'entrée 39, espacés uniformément autour de l'axe de l'accouplement, et en com- munication avec la rainure collectrice 38. Un collecteur annulai- re embouti 40, est monté sur le carter 5, à l'extérieur de ces orifices d'entrée, l'anneau collecteur ayant une paroi tronconi
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que, qui est reliée au carter 5 et se projette à partir de celui- ci vers l'axe de l'accouplement, et qui mène Vers une paroi ex- trême plane qui se projette radialement vers l'intérieur jusqu'à une courte distance du logement 35 du tube de reprise, de façon que l'anneau collecteur 40 enferme la rainure collectrice annu- laire 38, et les orifices d'entrée 39.
La paroi tronconique de l'anneau collecteur est percée de plusieurs trous, correspondant en nombre au nombre de valves à diaphragme 6, et à partir de cha- que trou, un tube d'alimentation 41 mène, au-dessus de la paroi extérieure du carter 5, vers les orifices d'entrée 31, mentionnés ci-dessus, dans la paroi extérieure 11 de chaque valve à diaphrag me 6. A la surface intérieure de la paroi tronconique de l'anneau collecteur est fixé un anneau guide 42, qui sert à guider le li- quide travaillant vers les tubes d'alimentation 41, constituant uh passage dans lequel'le liquide est soumis à une hauteur de charge centrifuge.
Lors du fonctionnement du turbo-accouplement à pleine vi- tesse, le tube de reprise 34 est complètement allongé, comme .indiqué dans la fig. 1. Le liquide de fonctionnement passe con- tinuellement de la chambre de travail de l'accouplement, par les, ouvertures 9 et l'ouverture centrale 8 de chaque corps de valve 7 par les orifices réduits 30 dans la paroi intérieure 10 de cha- que corps de valve 7 et de là, à travers les ouvertures de dé- charge 29, 'dans les parois extérieures 11, vers la chambre-réser- voir rotative 33.
Il forme là un anneau de liquide, duquel du li- quide est prélevé continuellement, par le tube de reprise allongé
34, et est introduit via le refrigérant vers le conduit 37, et de là vers la rainure collectrice 38, d'où une certaine partie du li- qui¯de est détournée par l'anneau-guide vers les tubes d'alimen- tation 41, à travers lesquels il passe vers les orifices d'en- trée 31, dans le corps de valve 7, et vers les espaces 32 au- dessus dés diaphragmes 16, et le restant du liquide passe dans la chambre de travail de l'accouplement via les orifices 39 dans le @
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carter 5. Il y a un écoulement continu, mais réduit, de liquide de fonctionnement des espaces 32, à travers les tuyères de fui- te 19, vers la chambre-réservoir 33.
Limitant de nouveau la des- cription à une valve 6 (qui sera supposée être au sommet de la chambre de travail, bien qu'en fait elle tournera naturellement avec la turbine) en fonctionnement normal à pleine vitesse de l'accouplement, la pression sur la surface inférieure du diaphrag me 16, due au poids centrifuge du liquide sur la section relati-¯ vement petite du diaphragme exposée par l'alésage central $ de la paroi intérieure 10, est moindre que la pression extérieure du liquide, due à l'action centrifuge sur le liquide dans le tube d'alimentation 41, sur la surface supérieure du diaphragme 16, la totalité de cette surface supérieure étant exposée à la pression extérieure.
Pendant le fonctionnement à pleine vitesse, les billes 26 des deux tuyères centrifuges de réglage 21, sont main- tenues contre leurs sièges par la force centrifuge, et, en raison de la différence dans les pressions agissant sur les côtés supé- rieur et inférieur du diaphragme 16, ce dernier est maintenu en contact avec ses sièges de valve annulaires.
Si maintenant le tube de reprise 34 est retiré de ltanneau de liquide dans la chambre-réservoir 33, le liquide cesse d'être introduit vers la rainure collectrice 38, et,par conséquent vers le tube d'alimentation 41, et il cesse également d'être introduit dans la chambre de travail à travers les orifices 39. La chambre de travail commence en conséquence à se vider, en raison de l'écou lement de liquide à travers les orifices réduits 30, et les ouver- tures de décharge 29 vers la chambre-réservoir 33.
Le tube dtali- mentation 41 commence également à se vider, en raison de ltécou- lement de liquide à travers'les tuyères de fuite 19, de façon que la force agissant sur la surface supérieure du diaphragme 16 pour le fermer diminue, jusqu'à ce qu'elle devienne moindre que la force agissant sur la surface inférieure pour l'ouvrir. A ce mo- ment, le diaphragme 16 se lève de son siège, mettant ainsi la
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chambre de travail en communication-pratiquement libre avec la chambre-réservoir 33 via l'alésage 8, l'espace 28, et les ouver- tures de décharge 29. En conséquence, la chambre- de travail se vide rapidement.
Le temps qui s'écoule entre le retrait du tube de reprise 34 et la levée du diaphragme 16 de son siège peut.,. par exemple, être de une ou deux secondes, lorsque l'accouplement tourne à pleine vitesse normale,
Le ressort 27 d'une des tuyères centrifuges de réglage:, disons la tuyère de gauche 21, dans la fig, l, a une force telle qu'à une vitesse prédéterminée de l'accouplement) disons trois quarts de la pleine vitesse, la bille 26 de cette tuyère est dé- placée de son siège par le ressort 27. Si l'accouplement fonctionne à cette vitesse, la force centrifuge s'exerçant sur le liquide dans le tube d'alimentation 41 est moindre qu'à la pleine vitesse de l'accouplement, et'le régime de fuite du liquide à travers la tuyère de fuite 19 est plus bas qu'à la pleine vitesse dé l'accou- plement.
Si donc cette tuyère centrifuge de contrôle 21 n'était pas ouverte, sur le retrait du tube de reprise 34, un temps plus long serait requis pour. que l'effort agissant au-dessus du dia- phragme 16 tombe à une valeur à laquelle le diaphragme s'ouvre. La tuyère de réglage de gauche 21' étant ouverte, toutefois, la section d'écoulement pour la déchargede liquide hors de l'espace 32 est augmentée, puisque du liquide peut maintenant fuir, non seulement à travers la tuyère de fuite 19, mais également à travers les ori- fices de décharge 25 de la tuyère de réglage de gauche 21.
En choi- sissant des dimensions convenables pour cette tuyère 21, il peut 'être fait en sorte que lorsque le'tube de reprise 34 est retiré, le temps qui s'écoule entre le retrait, du tube de décharge et la @ levée du diaphragme de son siège est sensiblement le même à la vitesse plus faible de l'accouplement, qu'à la pleine vitesse de celui-ci.
Le ressort 27 de l'autre (à droite) tuyère centrifuge de ré- glage 21 a une force telle que:cette tuyère s'ouvre à une vitesse
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prédéterminée encore plus basse de l'accouplement, par exemple la moitié de la pleine vitesse, de façon qu'à cette vitesse la section d'écoulement pour l'écoulement du liquide hors de l'espace 32 est encore accrue, en ce que du liquide peut également s'écouler à tra- vers les orifices de décharge 25 de la tuyère de réglage de droite
21. Lorsque le tube de reprise 34 est retiré à cette vitesse encore plus faible de l'accouplement, le temps qui s'écoule avant que le diaphragme 16 se lève est sensiblement le même qu'à la pleine vi- tesse et à la vitesse plus faible mentionnée en premier lieu.
En employant une ou plusieurs tuyères centrifuges de contrô- le possédant des ressorts de différentes forces, comme décrit ci- dessus, le laps de temps qui s'écoule entre le retrait.du tube de reprise 34 et la levée de la valve à diaphragme 6 peut être rendu sensiblement le même pour différentes vitesses de fonctionnement, et plus grand est le nombre de ces valves de contrôle 21 associées avec chaque valve à diaphragme 6, plus grand est le nombre de vi- tesse de l'accouplement pour lesquelles ce laps de temps est sen- siblement le même.
:-Si on le désire, chaque tube d'alimentation 41 peut être arrangé pour introduire du liquide de fonctionnement vers plusieurs valves; à diaphragmes 6, disposées de façon appropriée, très près l'une de l'autre, ou bien un tube d'alimentation 41 peut être asso- cié avec chaque valve à diaphragme 6, et les espaces 32 à l'exté- rieur des diaphragmes 16 d'un groupe de valves 6 peuvent être re- liés ensemble par &es tubes égalisateurs de pression, de façon qutun groupe de tuyères de réglage 21 servira pour contrôler ce groupe de valves.
Dans une modification de la disposition ci-dessus décrite, au lieu d'utiliser des tuyères de réglage 21 d'un certain type, qui sont soit complètement fermées, soit complètement ouvertes suivant la vitesse de l'accouplement, on peut associer avec chaque valve à diaphragme 6, ou-bien avec un ou plusieurs groupes de valves à diaphragme, une valve centrifuge de contrôle, qui stouvre progressi-
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veulent en réponse à la vitesse décroissante de l'accouplement, pour augmenter ainsi progressivement la section d'écoulement dis- ponible pour l'écoulement de liquide hors de l'espace 32, et obte- nir ainsi un laps de temps court et sensiblement constant pour une gamme de vitesse de l'accouplement.
Dans une autre modification, cette tuyère centrifuge de ré- glage peut être ajustée thermostatiquement de façon que la section d'écoulement diminue lorsque la température du liquide de fonction- nement augmente.
L'invention n'est pas limitée aux turbo-accouplements du ty- pe à tube de reprise décrit ici. Elle peut être appliquée par exem- ple à des turbo-accouplements dans lesquels le liquide de fonction- nement est introduit dans la chambre de travail par une pompe, à partir d'un puisard dans lequel est recueilli le liquide de fonc- tionnement de la chambre de travail. En variante, l'accouplement peut être alimenté à'partir d'un réservoir surélevé, auquel le li- quide de fonctionnement est fourni par une pompe aspirante dans ce puisard. Dans ces dernières dispositions, une valve de réglage est prévue pour permettre l'admission du liquide de fonctionnement vers le conduit d'entrée de l'accouplement conduisant à ce passage pour régler également le fonctionnement de ces valves à diaphragme à vidange rapide.
Dans une autre disposition, une valve de réglage peut contrôler directement le liquide admis vers ce passage.
Revendications.
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