Turbines Kaplan, semi Kaplan, hélice

[dB-)]

Bonjour,

2 500 daN sous 10 bars nécessitent par exemple un piston D 190 et une tige d 60, sinon sous 30 bars D 110 et d 30

Bonne soirée

dB-)

[Papy_brico]

Bonjour,

Sur ce sujet du réglage d’incidence des pales, par un joint tournant , félicitations pour la clarté des messages et photos postées.
Avec ce temps pourri …je suis un peu à l’ordi …voici quelques idées sur le sujet.

Pour ce qui est de la dernière question sur les pressions, on peut facilement monter à 60 Bars avec du matériel conventionnel. Cependant, il faut mettre le moins de pression possible …soit la pression nécessaire pour avoir le mouvement avec certitude + 15% et prévoir un réglage fin du débit d'huile dans le cadre des impulsions de la régulation.
Pour ma réalisation, j’ai un joint tournant "Deublin", mais ce joint comporte simplement 2 canaux + un graisseur. Le mien n'a pas de retour pour les fuites .
A remarquer que certains joints tournants ont parfois des limites de pression différentes sur les circuits P1 et P2; pour la taille voir le debit qui conditionne la vitesse maxi de mouvement des pales ...
Dans mon installation, ce joint et le capteur de vitesse sont maintenus hors rotation simplement par ses deux flexibles …

Joint tournant.jpg

Au niveau du moyeu, j’ai vu beaucoup de problèmes d’étanchéité, prise de jeu et divers problèmes sur différentes roues.
Lors de ma réalisation, j’ai voulu innover sur différents points car ce prototype devait avoir une suite commerciale.
La solution qui suit me donne entière satisfaction.
Dans mon moyeu, pas de vide … rien que de l’huile sous pression donc pas de rentrée d’eau possible.

L’arbre creux est traversé par 3 conduits D8 > 1graissage + 2 pour commande du pas.

Test etanchiete 3 circuits.jpg

Le graissage des tourions de pales(fonte/inox/bronze) arrive sur les portées de frottement des pales radiales et axiales entre 2 joints toriques.
Le graissage périodique manuel me permet de vérifier une usure éventuelle en appréciant l’effort sur la pompe à graisse…ça tient la pression un bon moment .
Vraiment pas de fuite de graisse et si trop de pression axiale de la graisse sur les pieds de pales, elles ne peuvent plus bouger facilement …

La commande des pales/manetons/taquets est prise entre deux plateaux pistons D 125 .
Cette partie (à volume constant) est remplie d’huile de grande viscosité/haute pression >>pour boite de vitesse à rotation lente.

piston de commande.jpg

vue maneton et fix pale.JPG

La mesure du pas est faite par un vérin externe « de recopie » qui mesure le volume d’huile entrant ou sortant du moyeux.

verin de recopie position.jpg

Cette turbine a été construite pour de l’expérimentation et assez facile à démonter, mis à part l’arbre qui doit sortir par le canal de fuite.
Ouverture du manteau et démontage roue.

IMG_1413.JPG

Cet été, j’espère réaliser différents travaux …mais vu que je ne valorise plus la production>>la motivation manque …

- Démonter pour modifier la plage d’angle de mes pales pour avoir plus de puissance et voir les zones d’usure éventuelles dans le mécanisme.
- Mettre une bague inox 440 trempé sur la portée de l’arbre > palier immergé existant Feroform T814
- Modification vitesse de rotation > nouvelle poulie + système de frein à disque .

Je souhaiterais aussi faire de nouvelles pales …mais je dois, pour commencer, bien définir les caractéristiques de celles qui sont en place, dessinnées pour D600 et finalement utilisées pour D650.
Mon premier envoi de vidéo sur youtube …

Moyeu en mouvement lors du premier rodage.
Rem: l'angle de calage des pales à été changé, car rotation inverse lors de la fermeture ...

https://youtu.be/wwyZOvzBK14

[dB-)]

Bonjour,

belle réalisation ! (et sur la durée, les premières photos sont de 2005, chapeau pour la persévérance !)

Bien vu le coup du moyeu de roue faisant vérin, avec le mécanisme d'incidence à l'intérieur du piston. J'ai déjà vu des vérins d'incidence placés dans le moyeu de la roue, mais sur de grosses Kaplan, là c'est du compact !

Si j'ai bien compris, on a :

• de l'huile hydraulique qui pousse le dessus du piston pour refermer les pales (elle arrive par un 1er flexible vissé dans le haut du cylindre)

• de l'huile de pont qui arrive dans le piston par un tube vissé dans un des deux trous taraudés de sa face supérieure, coulissant étanche à travers le haut du cylindre, avec raccord pour un 2nd flexible (qui monte et descend avec le piston)

• et de l'huile hydraulique qui pousse le dessous du piston pour ouvrir les pales, elle arrive par un flexible, puis tube coulissant étanche à travers le haut du cylindre et vissé dans la face supérieure du piston, plus tube interne au piston, pour amener l'huile en dessous ...

C'est presque les anciennes suspensions de Citroën ! Pour le montage, appeler le gamin du coin, gros doigts s'abstenir !

Je trouve que le guidage des axes de pales est un peu court, d'habitude l'extrémité de l'axe de la pale vient s'emboiter dans un logement au centre du moyeu, mais bon, vu que ça fonctionne bien, rien à redire !

Super Merci pour le partage !

Bonne soirée

dB-)

[gege65]

Bonsoir,
très impressionnant! et quel boulot... doit y a voir des heures derrières et de la passion ! Bravo.

J'ai du mal à suivre pour l'assemblage:
OK l'intérieur du moyeu sert de piston, très pertinent pour éviter les fuites en comblant d'huile
Ce piston amène les 4 manetons pour orienter les pales en montant/descendant.
Mais pour assembler les pales il faut visser de l'intérieur avec les 5x BTR donc comment vous entrez ce piston dans les 4 manetons des pales?
Tout ceci est ingénieux mais complexe quand même.
Belle réalisation (qui plus est vous satisfait).
Cdlt.

[Papy_brico]

Bonsoir,

merci pour le commentaire.

A la base, je suis plutôt mécanicien et j’ai beaucoup voyagé dans le cadre de mon travail … Afrique /Haiti/et autres pour placer mes Banki(s) JLA ...

J’ai vu pas mal de problèmes mécaniques depuis mon enfance avec mon Papa qui lui avait un atelier de mécanique tournage/fraisage.

Donc je cherche les solutions qui me semblent les plus fiables…
J’ai construit cette Kaplan un peu pour m’amuser, vu que j’étais propriétaire d’un site idéal pour cela …et d’un atelier mécanique.

Le site était equipé d'une turbine Francis en chambre d'eau ...renovée par mon père donc la Kaplan est simplement un petit plus ...vu la reduction des debits.


Mais pour assembler les pales il faut visser de l'intérieur avec les 5x BTR (12.9)


OK bien vu !

donc comment vous entrez ce piston dans les 4 manetons des pales?

La partie mobile « piston » est composée de 3 pièces + joints et vis .
Ce piston est sans jeux et pousse « 4 taquets » qui donnent le mouvement aux manetons et ..aux pales.

Inovations ?
J'ai pas encore vu de moyeu sur ce concept qui me semble interessant !

[dB-)]

Bonsoir,

en effet, le mécanisme d'incidence placé dans le piston du vérin d'incidence, je n'avais jamais vu ça.

Par contre placer le vérin d'incidence dans le moyeu de roue est assez répandu sur les grosses turbines (servomoteur recopiant la position d'un tube pilote avec le plus souvent une arrivée d'huile à l'intérieur du tube et le retour à l'extérieur)

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Numériser0007.GIF

Sur "nos" petites turbines de quelques centaines de kW, le moyeu comporte simplement une croix de Malte, actionnée par une forte tige traversant l'arbre creux, et qui oriente les pales via des biellettes et des manetons. Le servomoteur est placé hors d'eau, à l'extrémité de l'arbre.

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Bonne soirée

dB-)

[Papy_brico]

Bonjour,

Merci à dB-) pour la présentation de différents moyeux.

Ma commande des manetons est très semblable aux moyeux sans croix de Malte.
(glissiéres sur les faces internes du piston et paliers manetons sur toute la hauteur)

piston creux.jpg

La difficulté principale de ce montage est d’ajuster un angle d’incidence identique sur les 4 pales…
Margré la precision de toutes les pièces, il faut des retouches sur les taquets et des ajustages sans jeux entre les faces internes du piston.

Voici quelques explications complémentaires sur les parcours de l’huile.
Les tubes concentriques, c’était la première solution logique en fonction du joint tournant, mais je voulais aussi avoir un graissage … donc 3 circuits fixes intégrés à l’arbre creux.
Sur cette photo, on peut voir la partie de fixation du joint tournant, une bague permet d ajuster la bonne longueur pour ne pas avoir de tension dans les tubes.

boutd'arbrepoulie.jpg

(Ces vis sont utilisées pour le montage provisoire)

Cette triple canalisation vient se fixer par une vis centrale dans le plateau fretté sur l’arbre creux. Une goupille permet l’orientation précise de la jonction.

face vers moyeu.jpg

• de l'huile hydraulique qui pousse le dessus du piston pour refermer les pales …

L’huile arrive par un tube dans l’arbre via le plateau de fixation du moyeu.

• de l'huile de pont qui arrive dans le piston ...

L’huile de pont rempli le moyeu entre les deux plateaux du « piston » les trous taraudés sont utiles à la construction et au démontage des plateaux.

• et de l'huile hydraulique qui pousse le dessous du piston pour ouvrir les pales....

Elle arrive via un tube tube dans l’arbre creux , le plateau amont, et traverse le moyeu pour arriver sur la face du plateau aval …

Vue du plateau (amont) fretté sur l’arbre, les 3 circuits et les goupilles d’indexage.
On peut voir le manteau (en 9 secteurs) ouvert …les directrices sont en porte à faux.

face plateau.JPG

Cldt.

[gege65]

Bonjour,
on avance, doucement mais on avance

Bagues bronze et antirouille.jpg

20210606_114124(0)_resized_1.jpg

20210606_155837_resized_1.jpg

Cordialement

[gege65]

Bonsoir,
j'avais oublié les directrices !
Bonne soirée.

Directrices 2.jpg

Directrices 1.jpg

[dB-)]

Bonjour,

sur le site où elle était précédemment installée, cette turbine Chinoise (non vendue par moi) présentait de nombreux problèmes et le propriétaire m'a donc demandé de la remplacer par une Kaplan DR neuve.

J'avais fait une reprise sur l'ancienne turbine, mais après dépose quand j'ai vu la quantité de travail nécessaire pour en faire quelque chose d'utilisable, j'ai préféré renoncer (tout en maintenant ma remise ! )

Les problèmes étaient entre autres :

- performances décevantes (le remplacement de la roue d'origine par une autre à pales réglables au montage n'a pas amélioré grand chose)
- fortes vibrations : mauvais équilibrages mécanique et hydraulique, mauvais guidage, turbulences
- corrosion très importante de toutes les pièces (matériaux de mauvaise qualité)
- réglage du distributeur impossible : corrosion, arcboutements, blocages

On voit sur vos photos que le plafond de la turbine est un assemblage mécano-soudé de différentes pièces (grande couronne extérieure, plafond, cône, guidages d'axes de directrices, plots de guidage de l'anneau de vannage, cône de fonderie, ..), avec probablement des aciers de médiocre qualité résistant nettement moins bien à la corrosion que la fonte : un sablage ou grenaillage avec revêtement par une peinture Epoxy devrait en effet diminuer la corrosion.

Pour le graissage, un ensemble de tuyaux flexibles avec centrale de graissage aurait été le top, à défaut des graisseurs (inox) feront l'affaire.

La nouvelle roue réglable à l'arrêt semble en inox, mais on voit des traces de rouille au niveau des fixations de pales (peut-être faut-il remplacer la visserie par de l'inox) et de la fixation de l'arbre, qui n'était probablement pas en inox.

Les directrices semblent être en fonte moulée, la corrosion sera probablement moindre à ce niveau.

Un des gros problèmes de cette turbine est le mécanisme de vannage, que je dirais "conçu avec le c.." : manetons fixés sur les axes de directrices, avec une rainure dans laquelle glissait un pion pivotant sur l'anneau de vannage (rainure ouverte, donc tous les débris de bois ou autres vont s'y coincer), ledit anneau étant mal guidé et lui même commandé par deux bras déportés sur le haut : un concentré de porte à faux, de frottement et d'oxydation, qui a fait que le mécanisme est devenu inutilisable après seulement quelques mois ...

2016-02-09-15h36m52.jpg

Personnellement je mettrais tout ça à la poubelle et je referais un nouveau mécanisme classique avec par exemple des manetons simplement percés en bout, des biellettes inox baguées bronze, et un anneau de vannage inox guidé sur des plaquettes bronze, le tout aligné au mieux pour minimiser les porte à faux.

Bonne journée

dB-)