Forum de la petite hydroélectricité

Bonjour,

Merci pour ce retour d'information très utile.

J'avoue ne pas avoir tout a fait compris le fonctionnement de la commande.

Mais le montage du piston suiveur est assez classique.

L'huile remplis en principe aussi la tête de la turbine et lubrifie les paliers de pales.

Il y a de fortes chance pour que les pales se débloquent toutes seules dans quelque temps, l'action de l'huile et des contraintes mécaniques suffit souvent.

Si vous avez une forte fuite d'huile sur la tête de la roue, il peut s'agir d'une vis qui à cassé ou est partie et qui crée la fuite, j'ai déjà vu cela sur une Alsthom Charmille
Dans ce cas, il faut plonger pour voir ! (ou alors batardeau et pompage)

Eric

Bonjour,

j'ai plongé quelques fois, la première fois en 2007, seul, en apnée dans la chambre d'évacuation, sous la turbine en fonctionnement, et sans aucune connaissance en plongée, j'avais même enfilé ma combinaison à l'envers, c'est plus pratique pour la fermeture éclair qui se place alors devant, mais on a les deux bras ramenés en arrière par le caoutchouc
Des amis plongeurs m'ont dit par la suite que j'étais totalement inconscient, et évidemment ils avaient raison ...

Pour plonger il faut être à plusieurs, avec le bon équipement, la bonne formation, etc etc ... évidemment turbine arrêtée, faire attention aux éventuelles ferrailles rouillées scellées dans les murs, et ne pas trop remuer la vase sinon en une minute on y voit plus rien ...

A part ça c'est génial, à la fois oppressant mais une bonne occasion de maîtriser ses nerfs

Bonne journée

dB-)

Bonjour

Merci pour vos commentaires.

Par rapport a la pression d'huile:

Si ma comprehension est correcte le reglage de la pression se fait par la vanne que j'ai dessiné a droite de la partie bleu.
Elle apuie avec un ressort contre un piston contre la pression de huile.
Le ressort d'origine était fait avec un fil de 3-4mm d'epaisseur et la raideur était très important.
Il y a un manomètre sur la partie de la turbine qui est sous pression d'huile. Ce manomètre a été rajouté à posteriori est
il est limité a 2 bar. Quand il a été rajouté la turbine a déjà pas du fonctionner normalement.
La turbine faisait toujour un bruit de "slurp" c.a.d. d'aspriation d'air dans la pompe à huile.
Si on s'amusait a la remplir d'avantage elle repondait avec un debordement massive d'huile en haut sous la roue de la turbine.
Cela était certainement dus au bouchage des canaux de retour d'huile et l'usure du palier radiale en bronze sous la roue.

Après le nettoyage nous l'avons d'abort remplis avec 50l d'huile et on a fait tourner sans la roue histoire de voir le palier
en haut. Resultat: elle commence le "slurp" très vite et on a des bulles d'air qui sortent dans le jeux du palier.
L'huile commence a "mousser". Ceci explique que je n'ai jamais pu empecher de l'huile a se poser sous la roue, car l'huile sortait sous forme de "vapeur d'huile" à cause du melange avec de l'air. Ceci explique également l'état desastreu de l'huile qui était brassé en permanence avec de l'air.

Ensuite nous avons prit le courrage de la remplir d'avantage. J'admet que j'avais des doutes, puisque j'ai vu la deborder deja à plusieurs reprises et dans ce cas on prend un bain d'huile car la pompe à huile a un debit enorme et avant de pouvoir arreter quoi ce soit elle se vide par le haut jusqu'au niveau du "slurp". Quand elle "slurp" ca ne deborde plus car elle ne pompe que de l'air.
En remplissant avec 90l d'huile elle ne "slurp" plus et la pression monte au délà des 1.4bar que le manomètre veut bien afficher (il semble bloque au dela). Il y a un gros débit de fuite au niveau du palier mais les descentes sont suffisant.
J'avait installé deux tuyaux de "bypasse" de DN20 dans le circuit d'huile: Un pour une echangeur de chaleur et un deuxieme pour un filtre d'huile.
Je l'ai remplacé par de tuyau droit. En ouvrant les deux tuyau la pression descend vers 1-1.2bar. Cela montre quel gros débit la pompe peut fournir.
Probablement la pression normale d'huile est entre 5-10bar. Le diamètre du verin est 28cm. Avec 10 bar ca fait env. 6 tonnes.

Avant de remonter la turbine nous avons installé un vérin "creux" sur la tige de commande de pale et on tiré avec environs 6 tonnes dessus.
Cela n'a pas suffit pour débloquer les pales de l'hélice. On a pas osé de faire plus car dans cet étât nous pouvons tirer sur la commande (fermer) mais pas pousser (étant donné que l'hélice état suspendu dans des sangles). La pire des choses serait de casse l'helice dans un état bloqué fermé.

Pour l'instant j'ai remplacé le ressort de la vanne de reglage de pression avec un ressort faible. Cela donne une pression <1bar
mais ca me donne la sécurité qu'elle ne deborde pas (ce qui est préferable puisque je ne suis pas a coté pour la surveiller).

Quand il y aura de l'eau, on verra si j'arrive à debloquer le pales avec les vibrations ...

MDT

Pour les amateurs des jolie mécaniques voici quelques photos supplémentaires:

La commande qui actionne le piston à l'intérieur de l'arbre.
Toute cette partie est sous pression d'huile. On voit bien le bride carré avec double joint:
l'intérieur contre la pression, ensuite redescente d'huile et étanchéité extérieur.
La bague de bronze en demi-coquilles est le palier radial et l’étanchéité vers le haut.
La partie qui ne tourne pas avec l'arbre: La partie qui tourne avec l'arbre et qui ramène la mouvement vertical à travers des trous oblongs à l'intérieur de l'arbre.
On voit même un bout du ressort du piston qui est à l'intérieur. La réserve d'huile une fois nettoyé avec la tige de commande de pales: Voici le nouveau roulement axial qui remplace la plaque de régule sous le piston.
On voit également la remonté d'huile sous pression (à droite DN 50).
Le bassin dans lequel se trouve le roulement est toujours plein d'huile car le débordement se trouve en haut.
Comme ça le palier ne peut pas tomber à sec, même si la pompe ne marche pas. Voici la suite de la remonté d'huile vue par en dessous.
La bague de bronze est l'étanchéité du réservoir sous pression qui se trouve au dessus.
On voit également les trous de redescente d'huile sans pression. Comme c'est beau quand c'est propre ...

MDT

Bonjour,

c'est en effet esthétique et bien usiné, mais c'est aussi compliqué et délicat !

- la tige de commande d'incidence de pales semble fine, mieux vaut ne pas exagérer les essais de montée en pression
- entre la partie de commande carrée, qui ne tourne pas, et celle qui tourne, une bague de friction en bronze aurait trouvé sa place !
- de même au niveau des cotés de la bague carrée (glissement vertical)
- ce mécanisme de commande d'incidence transversale, avec 4 cames angulaires et un trou oblong, est complexe, et présente du frottement
- les systèmes mécaniques axiaux de l'époque, placés directement en bout d'arbre avec un renvoi par bielle sur le dessus, étaient plus simples
- par contre ce mécanisme transversal est très compact, et peut être utilisé même si la hauteur disponible au dessus de la turbine est faible
- un filtre à huile serait utile, placé quelque part sur le retour basse pression (il existe aussi des filtres haute pression)
- si je comprends bien, la nouvelle butée à billes va encaisser toute la force axiale de la roue, soit plusieurs tonnes !! Achtung !

Si besoin, il serait possible de simplifier tout cela, en ne gardant que le vérin de puissance, commandé par un joint tournant au dessus de la poulie, c'est ce qui se fait sur les Kaplan récentes, la synchronisation étant confiée à deux capteurs et un automate :
Mais bon .. si ça fonctionne, pourquoi changer

Bonne journée

dB-)

Bonjour,

Merci encore pour les photos complémentaires.

Je comprend mieux !

Le système ne doit pas travailler sous forte pression.
En effet, c'est le palier bronze du haut qui fait étanchéité pour le haut, si la pression est trop forte, cela crée un jet qui tape contre le "joint" du haut et risque de mettre de l'huile de partout.

Auriez vous une photo du petit bout d'arbre qui fait office de distributeur dans le piston de commande.
(celui dans lequel il y a un trou oblong entrainé par la bague)

La tête de la turbine est bien en liaison avec la chambre du bas du piston de commande, donc dans l'huile sous pression.

Il faut peut être (selon le montage) faire attention à l'étanchéité piston/arbre de commande des pales pour que le système de "poursuite" fonctionne bien.

L'étanchéité au niveau du manchon de couplage de l'arbre moteur sous le système est également à soigner.

Un pressostat qui permettra de détecter un manque d'huile sera le bienvenu.(avec arrêt automatique en cas de défaut)
En effet tout le système est basé sur la circulation d'huile pour la lubrification.

Sans huile vous pouvez tout casser en quelques minutes.

Les fuites sur la tête de turbine ne peuvent pas se voir, seul un contrôle régulier du niveau d'huile vous permettra de juger la taille de ces fuites.
quelques litres par an c'est "normal"

Eric

Merci pour vos commentaires.

- la tige de commande d'incidence de pales semble fine, mieux vaut ne pas exagérer les essais de montée en pression

Le filetage est M35 et la tige doit faire 50mm de diamètre. Quand elle tourne, je ne pourrais pas trop monter en pression, car je n'ai pas accès au piston seule, je dois mettre toute la machine a une pression plus élevés -> fuites.

- entre la partie de commande carrée, qui ne tourne pas, et celle qui tourne, une bague de friction en bronze aurait trouvé sa place !

Ca ne se voit pas sur les photos, mais il y a un palier en régule également.

- de même au niveau des cotés de la bague carrée (glissement vertical)

Il n'y en a pas, mais il ne faut pas oublier que cette face ne bouge que quand on modifié l'ouverture

- ce mécanisme de commande d'incidence transversale, avec 4 cames angulaires et un trou oblong, est complexe, et présente du frottement

C'est vrais, mais dés que la machine tourne et la pression d'huile est la, l'effort est limité à ce qui est nécessaire pour pousser le ressort du piston (<100N)

- les systèmes mécaniques axiaux de l'époque, placés directement en bout d'arbre avec un renvoi par bielle sur le dessus, étaient plus simples

C'est exactement ce que je me suis dis également: Tous ces mécanismes pour enfin juste bouger une tige.

- par contre ce mécanisme transversal est très compact, et peut être utilisé même si la hauteur disponible au dessus de la turbine est faible

La hauteur est faible, mais je pourrais bien imaginer que on peut quand même y caser un renvoi d'angle pour la commande.

- un filtre à huile serait utile, placé quelque part sur le retour basse pression (il existe aussi des filtres haute pression)

Tout a fait d'accord: Je vais a nouveau l'installer. Avant la révision j'avais fait un test avec un filtre dans les bypasses: Il a tenu <5 minutes avant d’être complètement bouché. Depuis que on a sortie 10 sacs de poubelle de graisse brûlé je sais pourquoi

- si je comprends bien, la nouvelle butée à billes va encaisser toute la force axiale de la roue, soit plusieurs tonnes !! Achtung !

Pas trop de "Achtung": La charge statique admissible du roulement est 1000kN=100t. La charge statique reel est 50-60kN (5-6t).
La charge dynamique admissible est 270kN. Le roulement est protégé par une disque sphérique en dessous qui ne transmet que les efforts axiales pures. La machine est vraiment conçu pour travailler proprement. Le seule risque pour le roulement ce sont les impuretés dans l'huile.

Auriez vous une photo du petit bout d'arbre qui fait office de distributeur dans le piston de commande.
(celui dans lequel il y a un trou oblong entrainé par la bague)

Je n'ai pas trouvé de photo de ce piston. Apparemment il c'est caché lors des sessions de photo.
Voici une vue artistique du piston dans le vérin:

Il faut peut être (selon le montage) faire attention à l'étanchéité piston/arbre de commande des pales pour que le système de "poursuite" fonctionne bien.

Tous les faces sont étanches sans joint, juste par usinage. Les jeux sont toujours très faibles après 70ans. Je ne pense pas qu'il y a un problème d'étanchéité à part peut-être le palier en bronze tout en haut. La pompe à huile est tellement puissant que les fuites peuvent devenir énorme avant que le mécanismes ne marche plus.

L'étanchéité au niveau du manchon de couplage de l'arbre moteur sous le système est également à soigner.

La on voit que c'est l'expert qui parle! Vous avez entièrement raison.
Nous avons monté le couplage en tirant l'hélice vers le haut par la tige de commande de pales.
Quand le couplage été serré on ne pouvait plus tourner la roue!!! En fait la roue touché le cône du cercle de vannage car du au changement du palier axiale en roulement tout l'arbre est remonté de 1mm environs.
Du coup on a dé-serré et ré-serré le couplage sans tirer sur la tige de commande de pales. Résultat: La roue tourne librement car elle a dus descendre d'un mm dans le jeux du couplage. C’était le soir. Pendant la nuit le même inquiétude m'est venu: est-ce que le couplage est encore étanche?
Le lendemain matin j'avais la réponse: il y avait une fuite d'huile au couplage alors que on avait pas encore rajouté de l'huile.
Du coup nous avons tout ré-demonté et rajouté un joint de caoutchouc de 3mm que nous avons ensuit écrasé pour pouvoir fermer le couplage.

Sans huile vous pouvez tout casser en quelques minutes.

Je ne pense pas que c'est aussi sensible. Le roulement sera dans l'huile de toute manière car il y a une poche qui ne se vide bas.
Le seule autre palier avec effort est celui sous la roue en radiale a cause de la courroie.
L’effort dans la courroie est 3kN pour les 60kW + la précontrainte donc peut-etre environs 6kN en total.
Le palier est en bronze et relativement grand. La surface du palier est 120mm de diamètre fois 150mm de haut=18000mm².
Ca nous fait une contrainte de 0.3N/mm² ce qui est très raisonnable.

MDT

Bonjour,

Mon "inquiétude" sur l'étanchéité du système de poursuite était au bout du filetage de 35mm, c'est souvent le filetage qui bouche le trou du piston et un peu de "pâte" sur le filetage ne fait pas de mal pour le bon fonctionnement.(même si une fuite minime ne gène pas et que l'huile est récupérée plus bas)

Eric

Bonjour

Voila j'ai recupéré une photo du palier axial en régule.
On voit bien les trous et fissures: C'est assez étonnant que ça n'a pas fait plus de problèmes...

Et voila le roulement neuf (avant usinage de l'arbre): MDT

Bonjour,
Merci pour les photos/explications.

MDT a écrit :

- les systèmes mécaniques axiaux de l'époque, placés directement en bout d'arbre avec un renvoi par bielle sur le dessus, étaient plus simples

C'est exactement ce que je me suis dis également: Tous ces mécanismes pour enfin juste bouger une tige.

MDT

Pourquoi avoir recours à ce système complexe ?
Mon hypothèse : Peut-être que la turbine a été conçu initialement pour recevoir directement une génératrice en haut, directement en bout d'arbre (et donc sans courroie).
Dans ce cas, pas d'autre solution que celle employée.
Non ?

Cordialement,
Arago