FR3079031A1 - IMPROVED TEST DEVICE FOR TURBOMACHINE - Google Patents
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Abstract
Dispositif de test (1) pour tester une éprouvette (20) dans une turbomachine comportant un support (10) s'étendant suivant un axe principal (A) et comportant un logement (12) configuré pour loger une éprouvette (20), et un élément de maintien (4) configuré pour être fixé à un carter (2) d'une turbomachine, le support (10) étant configuré pour être inséré à travers un orifice d'une plateforme (3a) d'un distributeur solidaire du carter de turbomachine de sorte que le logement (12) soit disposé au moins en partie dans une veine d'air (V) de la turbomachine, et étant configuré pour être maintenu dans la veine d'air par l'intermédiaire de l'élément de maintien (4).Test device (1) for testing a specimen (20) in a turbomachine comprising a support (10) extending along a main axis (A) and comprising a housing (12) configured to house a specimen (20), and a holding element (4) configured to be fixed to a casing (2) of a turbomachine, the support (10) being configured to be inserted through a port of a platform (3a) of a distributor integral with the casing turbomachine so that the housing (12) is arranged at least partly in an air stream (V) of the turbomachine, and being configured to be held in the air stream via the holding member (4).
Description
DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne le domaine des turbomachines aéronautiques, et plus précisément un dispositif de test d'éprouvette pour turbomachine.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of aeronautical turbomachines, and more specifically a test device for a turbomachine.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] L'utilisation de nouveaux matériaux, tels que des matériaux de type CMC (céramique à matrice céramique), nécessite d'effectuer de nombreux essais, permettant de tester leurs comportements thermique, chimique et mécanique dans différentes conditions, avant d'intégrer ces derniers dans une turbomachine. Pour ce faire, des bancs d'essais permettent de tester des phénomènes spécifiques. Néanmoins, chacun de ces phénomènes est testé isolément des autres. En d'autres termes, un banc d'essai permet de tester le comportement thermique uniquement du matériau considéré, un autre banc d'essai permet de tester le comportement mécanique de ce dernier uniquement, etc. Par conséquent, ces matériaux ne peuvent être réellement testés dans des conditions représentatives des conditions réelles, dans lesquelles plusieurs phénomènes physiques (thermiques, chimiques, mécaniques) peuvent entrer en jeu simultanément.STATE OF THE PRIOR ART The use of new materials, such as materials of the CMC type (ceramic with ceramic matrix), requires carrying out numerous tests, making it possible to test their thermal, chemical and mechanical behavior under different conditions , before integrating the latter into a turbomachine. To do this, test benches are used to test specific phenomena. However, each of these phenomena is tested in isolation from the others. In other words, a test bench makes it possible to test the thermal behavior only of the material considered, another test bench makes it possible to test the mechanical behavior of the latter only, etc. Consequently, these materials cannot really be tested under conditions representative of real conditions, in which several physical phenomena (thermal, chemical, mechanical) can come into play simultaneously.
[0003] Il existe donc un besoin pour un dispositif permettant de tester des matériaux dans des conditions représentatives d'un environnement moteur de turbomachine.There is therefore a need for a device for testing materials under conditions representative of a turbomachine engine environment.
PRESENTATION DE L'INVENTION [0004] Le présent exposé concerne un dispositif de test pour tester une éprouvette dans une turbomachine comportant :PRESENTATION OF THE INVENTION The present disclosure relates to a test device for testing a test piece in a turbomachine comprising:
- un support s'étendant suivant un axe principal et comportant un logement configuré pour loger une éprouvette, un élément de maintien configuré pour être fixé à un carter d'une turbomachine, le support étant configuré pour être inséré à travers un orifice d'une plateforme d'un distributeur fixé du carter de turbomachine de sorte que le logement soit disposé au moins en partie dans une veine d'air de la turbomachine, et étant configuré pour être maintenu dans la veine d'air par l'intermédiaire de l'élément de maintien.a support extending along a main axis and comprising a housing configured to accommodate a test piece, a holding element configured to be fixed to a casing of a turbomachine, the support being configured to be inserted through an orifice of a platform of a distributor fixed to the turbomachine casing so that the housing is disposed at least partially in an air stream of the turbomachine, and being configured to be held in the air stream by means of the holding element.
[0005] Dans le présent exposé, les termes « amont » et « aval » sont considérés suivant le sens d'écoulement de l'air dans une veine d'air de turbomachine. Le terme « radialement » est défini par rapport à Taxe longitudinal de la turbomachine.In the present description, the terms "upstream" and "downstream" are considered according to the direction of air flow in a turbomachine air stream. The term "radially" is defined in relation to the longitudinal tax of the turbomachine.
[0006] Par support, on comprend un contenant comportant une enveloppe renfermant une cavité. Le logement comporte une telle cavité, dans laquelle l'éprouvette destinée à être testée peut être insérée. Le logement peut par exemple présenter une forme s'inscrivant dans un cylindre, l'axe central de ce cylindre étant l'axe principal du support. Le logement peut cependant présenter toute forme longiligne dont les dimensions permettent à la fois d'insérer le logement dans l'orifice de la plateforme, et, après insertion, permettent également que le logement, et donc l'éprouvette qui y est logée, soient insérée « suffisamment profondément » dans la veine d'air, pour que l'éprouvette puisse être soumise aux conditions réelles existant dans cette veine d'air. Par « suffisamment profondément », on comprend que la partie du support faisant saillie radialement dans la veine d'air depuis l'orifice de la plateforme, présente une longueur supérieure à 0,1 cm, de préférence supérieure à 0,5 cm, par exemple.By support, we understand a container comprising an envelope containing a cavity. The housing includes such a cavity, into which the test piece intended to be tested can be inserted. The housing may for example have a shape that fits into a cylinder, the central axis of this cylinder being the main axis of the support. The housing can however have any elongated shape whose dimensions allow both to insert the housing into the orifice of the platform, and, after insertion, also allow the housing, and therefore the specimen which is housed there, to be inserted "deep enough" into the air stream, so that the test piece can be subjected to the actual conditions existing in this air stream. By "sufficiently deep", it is understood that the part of the support projecting radially into the air stream from the orifice of the platform, has a length greater than 0.1 cm, preferably greater than 0.5 cm, by example.
L'orifice de la plateforme est un orifice réalisé radialement dans cette dernière, et permettant le passage d'un endoscope utilisé lors d'opérations de maintenances. La plateforme considérée est une plateforme d'un distributeur solidaire du carter, de préférence il s'agit d'une plateforme radialement externe d'un distributeur, la plateforme définissant une veine d'écoulement d'air. Plus précisément, le distributeur s'étend circonférentiellement autour de l'axe de rotation de la turbomachine, et comprend une plateforme radialement interne et une plateforme radialement externe reliées l'une à l'autre par au moins une aube. Le distributeur peut former une couronne annulaire ou un secteur d'une telle couronne. Dans ce cas les plateformes internes et externes du distributeur sont mises bout à bout circonférentiellement autour de la direction axiale de la turbomachine en définissant une virole radialement interne et une virole radialement externe dans laquelle s'écoulent les gaz.The orifice of the platform is an orifice made radially in the latter, and allowing the passage of an endoscope used during maintenance operations. The platform considered is a platform of a distributor secured to the casing, preferably it is a radially external platform of a distributor, the platform defining an air flow stream. More specifically, the distributor extends circumferentially around the axis of rotation of the turbomachine, and comprises a radially internal platform and a radially external platform connected to each other by at least one blade. The dispenser can form an annular crown or a sector of such a crown. In this case, the internal and external platforms of the distributor are placed end to end circumferentially around the axial direction of the turbomachine by defining a radially internal ferrule and a radially external ferrule in which the gases flow.
[0007] En l'absence d'endoscope, cet orifice est obturé par un obturateur maintenu par un bouchon, le bouchon étant lui-même fixé au carter, en étant vissé à celui-ci par exemple. L'élément de maintien du présent exposé peut être par exemple ce bouchon, permettant de maintenir le support, et non plus l'obturateur.In the absence of an endoscope, this orifice is closed by a shutter held by a plug, the plug itself being fixed to the casing, by being screwed thereto for example. The holding element of the present description can for example be this plug, making it possible to maintain the support, and no longer the shutter.
[0008] Cette solution présente l'avantage d'utiliser un orifice déjà existant sur les carters de turbomachine, permettant ainsi de faciliter la réalisation et de limiter les coûts. Par ailleurs, il est ainsi possible, en insérant l'éprouvette au sein même de la veine d'air, de tester cette éprouvette dans un environnement représentatif des conditions réelles existant dans un moteur en fonctionnement, en étudiant simultanément son comportement vis-à-vis des contraintes thermiques, mécaniques ou chimiques auxquelles elle est soumise. Par ailleurs, le dispositif du présent exposé présente l'avantage d'être démontable, et ne nécessite pas de modifier les équipements existant sur la turbomachine.This solution has the advantage of using an already existing orifice on the turbomachine housings, thereby making it easier to produce and limiting costs. Furthermore, it is thus possible, by inserting the test piece within the air stream itself, to test this test piece in an environment representative of the actual conditions existing in an engine in operation, by simultaneously studying its behavior with respect to vis-à-vis the thermal, mechanical or chemical constraints to which it is subjected. Furthermore, the device of the present presentation has the advantage of being removable, and does not require modifying the equipment existing on the turbomachine.
[0009] Dans certains modes de réalisation, le dispositif comporte un dispositif de poussée monté de manière mobile entre le carter et le support et configuré pour exercer une pression sur l'éprouvette dans la direction de l'axe principal.In some embodiments, the device comprises a pushing device mounted movably between the housing and the support and configured to exert pressure on the test piece in the direction of the main axis.
[0010] Dans certains modes de réalisation, le dispositif de poussée comporte un piston et un ressort.In some embodiments, the pushing device comprises a piston and a spring.
[0011] Le piston est configuré pour exercer une pression sur une éprouvette logée dans le logement. La pression exercée sur l'éprouvette permet de maintenir celle-ci dans le logement, en limitant ses déplacements suivant la direction de l'axe principal. Ce piston permet donc d'empêcher l'éprouvette de s'extraire du support pendant le déroulement d'un test. Cela permet également d'assurer le maintien de l'éprouvette dans le support, même en cas de différentiel de dilatation entre l'éprouvette et le support.The piston is configured to exert pressure on a test piece housed in the housing. The pressure exerted on the specimen keeps it in the housing, limiting its movement in the direction of the main axis. This piston therefore makes it possible to prevent the test piece from being extracted from the support during the course of a test. This also makes it possible to maintain the test piece in the support, even in the event of differential expansion between the test piece and the support.
[0012] Le ressort exerce une force de rappel sur le piston, cette force étant ainsi transmise à l'éprouvette. La pression ainsi exercée sur l'éprouvette permet de maintenir celle-ci dans le logement, et de limiter ses déplacements suivant la direction de l'axe principal.The spring exerts a restoring force on the piston, this force being thus transmitted to the test piece. The pressure thus exerted on the test piece makes it possible to maintain the latter in the housing, and to limit its movements in the direction of the main axis.
[0013] Dans certains modes de réalisation, le ressort est comprimé entre l'élément de maintien et le piston.In some embodiments, the spring is compressed between the holding element and the piston.
[0014] Le ressort travaille ainsi en compression, exerçant donc une force de rappel sur le piston. Par ailleurs, une dilatation thermique, engendrant une déformation longitudinale de l'éprouvette selon la direction principale, peut être compensée par la présence du ressort, ce dernier se comprimant davantage entre l'élément de maintien et le piston.The spring thus works in compression, therefore exerting a restoring force on the piston. Furthermore, thermal expansion, causing a longitudinal deformation of the test piece in the main direction, can be compensated by the presence of the spring, the latter compressing more between the holding element and the piston.
[0015] Dans certains modes de réalisation, le logement du support comporte une fenêtre configurée pour mettre l'éprouvette logée dans le logement en communication avec un espace extérieur au support.In some embodiments, the support housing has a window configured to put the test piece housed in the housing in communication with a space outside the support.
[0016] L'espace extérieur au support est par exemple la veine d'air dans laquelle le support est inséré. La fenêtre est une ouverture réalisée dans la paroi radialement externe, par rapport à l'axe principal, du logement. Ainsi, lorsqu'une éprouvette est logée dans le logement, celle-ci n'est pas entièrement entourée par ladite paroi, et est au moins partiellement en communication directe avec la veine d'air. Cette fenêtre permet ainsi à l'éprouvette d'être immergée dans la veine d'air, et d'être soumise aux conditions réelles existant dans celle-ci lorsque le moteur est en fonctionnement. Par ailleurs, l'éprouvette peut également être insérée dans le support par l'intermédiaire de la fenêtre.The space outside the support is for example the air stream in which the support is inserted. The window is an opening made in the radially outer wall, relative to the main axis, of the housing. Thus, when a test piece is housed in the housing, the latter is not entirely surrounded by said wall, and is at least partially in direct communication with the air stream. This window thus allows the specimen to be immersed in the air stream, and to be subjected to the actual conditions existing therein when the engine is in operation. Furthermore, the test piece can also be inserted into the support through the window.
[0017] Dans certains modes de réalisation, lorsque le support est inséré dans la veine d'air de la turbomachine, la fenêtre est orientée vers l'amont, par rapport à un écoulement amont-aval d'air dans la veine d'air.In some embodiments, when the support is inserted into the air stream of the turbomachine, the window is oriented upstream, relative to an upstream-downstream flow of air in the air stream .
[0018] Cette orientation permet d'étudier plus efficacement le comportement du matériau constituant l'éprouvette, lorsque celle-ci est disposée dans une veine d'air.This orientation makes it possible to more effectively study the behavior of the material constituting the test piece, when the latter is arranged in an air stream.
[0019] Dans certains modes de réalisation, le logement du support comporte une portion de butée, sur laquelle une première extrémité de l'éprouvette prend appui dans la direction de l'axe principal lorsqu'elle est logée dans le logement, et une portion de maintien configurée pour maintenir une seconde extrémité de l'éprouvette, la fenêtre s'étendant entre la portion de butée et la portion de maintien.In some embodiments, the housing of the support comprises an abutment portion, on which a first end of the test piece is supported in the direction of the main axis when it is housed in the housing, and a portion holding configured to hold a second end of the specimen, the window extending between the abutment portion and the holding portion.
[0020] La portion de butée correspond au fond du support, c'est-à-dire la portion la plus proche radialement de l'axe longitudinal de la turbomachine lorsque le support est inséré dans l'orifice de la plateforme. Lorsqu'une éprouvette est logée dans le logement, l'éprouvette est maintenue serrée entre le piston et la portion de butée.The abutment portion corresponds to the bottom of the support, that is to say the portion radially closest to the longitudinal axis of the turbomachine when the support is inserted into the orifice of the platform. When a test piece is housed in the housing, the test piece is held tight between the piston and the stopper portion.
[0021] La portion de maintien est une portion du support ne comportant pas la fenêtre. Autrement dit, dans la portion de maintien, l'éprouvette est entourée à 360°, autour de l'axe principal du support, par la paroi du logement. Ainsi, l'extrémité de l'éprouvette opposée à l'extrémité prenant appui sur la portion de butée, est maintenue radialement, par rapport à l'axe principal du support, par la portion de maintien. En d'autres termes, les déplacements de cette extrémité suivant une direction transversale à l'axe principal sont limités par cette portion de maintien. La portion de butée et la portion de maintien permettent ainsi d'empêcher l'éprouvette de s'extraire du logement en cours de test.The holding portion is a portion of the support not including the window. In other words, in the holding portion, the specimen is surrounded at 360 °, around the main axis of the support, by the wall of the housing. Thus, the end of the specimen opposite the end bearing on the abutment portion, is held radially, relative to the main axis of the support, by the holding portion. In other words, the movements of this end in a direction transverse to the main axis are limited by this holding portion. The abutment portion and the holding portion thus make it possible to prevent the specimen from being extracted from the housing under test.
[0022] Dans certains modes de réalisation, la portion de butée comporte une paroi inclinée de telle sorte que lorsque la première extrémité de l'éprouvette prend appui sur la paroi inclinée, l'éprouvette est plaquée contre une paroi interne du logement.In some embodiments, the abutment portion has an inclined wall so that when the first end of the specimen bears on the inclined wall, the specimen is pressed against an internal wall of the housing.
[0023] De préférence, l'éprouvette comporte également une paroi inclinée venant en butée contre la paroi inclinée de la portion de butée. Par conséquent, lorsque l'éprouvette prend appui dans la portion de butée, les parois inclinées respectives de la portion de butée et l'éprouvette tendent à glisser l'une par rapport à l'autre, plaquant ainsi l'éprouvette contre la paroi interne du logement. Le maintien de l'éprouvette dans le logement est ainsi amélioré.Preferably, the test piece also includes an inclined wall abutting against the inclined wall of the abutment portion. Consequently, when the test piece is supported in the stopper portion, the respective inclined walls of the stopper portion and the test piece tend to slide relative to each other, thereby pressing the test piece against the inner wall. housing. The retention of the specimen in the housing is thus improved.
[0024] Dans certains modes de réalisation, le piston comporte une paroi inclinée, de telle sorte que lorsque le piston exerce une pression sur l'éprouvette dans la direction de l'axe principal, l'éprouvette est prise en étau entre la paroi inclinée de la portion de butée et la paroi inclinée du piston.In some embodiments, the piston has an inclined wall, so that when the piston exerts pressure on the test piece in the direction of the main axis, the test piece is clamped between the inclined wall of the abutment portion and the inclined wall of the piston.
[0025] De préférence, l'éprouvette comporte une paroi inclinée à chacune de ses extrémités, une paroi inclinée de l'éprouvette venant en butée contre la paroi inclinée de la portion de butée, l'autre paroi inclinée de l'éprouvette venant en butée contre la paroi inclinée du piston. Le plaquage de l'éprouvette contre la paroi interne du logement, et donc le maintien de l'éprouvette dans le logement, sont ainsi encore améliorés.Preferably, the test piece has an inclined wall at each of its ends, an inclined wall of the test piece abutting against the inclined wall of the stop portion, the other inclined wall of the test piece coming in stop against the inclined wall of the piston. The pressing of the test piece against the internal wall of the housing, and therefore the retention of the test piece in the housing, are thus further improved.
[0026] Dans certains modes de réalisation, le support comporte une partie annulaire définissant un passage débouchant d'une part dans le logement à une extrémité de la partie annulaire, et débouchant d'autre part, à l'extrémité opposée de la partie annulaire suivant l'axe principal hors du support.In some embodiments, the support comprises an annular part defining a passage opening on the one hand into the housing at one end of the annular part, and opening on the other hand, at the opposite end of the annular part along the main axis out of the support.
[0027] Le passage défini par la partie annulaire s'étend suivant l'axe principal, dans le prolongement du logement. Le piston peut être inséré dans le passage défini par la partie annulaire par l'intermédiaire de l'orifice d'insertion.The passage defined by the annular part extends along the main axis, in the extension of the housing. The piston can be inserted into the passage defined by the annular part via the insertion orifice.
[0028] Dans certains modes de réalisation, la partie annulaire comporte une portion d'appui, la portion d'appui étant configurée pour être plaquée contre une périphérie de l'orifice de la plateforme lorsque le support est inséré dans l'orifice de la plateforme du distributeur.In certain embodiments, the annular part comprises a support portion, the support portion being configured to be pressed against a periphery of the orifice of the platform when the support is inserted in the orifice of the distributor platform.
[0029] Dans certains modes de réalisation, la portion de butée du logement est solidaire de la portion d'appui de la partie annulaire.In some embodiments, the abutment portion of the housing is integral with the bearing portion of the annular part.
[0030] Ainsi, lorsqu'une force est exercée par l'éprouvette prenant appui sur la portion de butée, cette force peut être transmise à la portion d'appui, puis à la périphérie de l'orifice de la plateforme sur laquelle la portion d'appui est plaquée. L'étanchéité de la liaison entre le support et le carter de la turbomachine est ainsi améliorée.Thus, when a force is exerted by the test piece resting on the abutment portion, this force can be transmitted to the support portion, then to the periphery of the orifice of the platform on which the portion support is plated. The tightness of the connection between the support and the casing of the turbomachine is thus improved.
[0031] Dans certains modes de réalisation, le dispositif comporte un dispositif de poussée disposé de telle sorte à exercer une pression sur la partie annulaire dans la direction de l'axe principal.In some embodiments, the device comprises a thrust device arranged so as to exert pressure on the annular part in the direction of the main axis.
[0032] Dans certains modes de réalisation, le ressort est comprimé entre l'élément de maintien et la partie annulaire.In some embodiments, the spring is compressed between the holding element and the annular part.
[0033] Selon ce mode de réalisation, le ressort exerce une pression directement sur la partie annulaire du support, le dispositif de poussée ne comportant alors pas de piston. Cela permet de simplifier la mise en œuvre et l'assemblage du dispositif en limitant le nombre d'éléments qu'il comporte.According to this embodiment, the spring exerts pressure directly on the annular part of the support, the pushing device then comprising no piston. This simplifies the implementation and assembly of the device by limiting the number of elements it comprises.
[0034] Dans certains modes de réalisation, le support est en matériau de type superalliage.In some embodiments, the support is made of superalloy type material.
[0035] Dans certains modes de réalisation, le support est en matériau métallique.In some embodiments, the support is made of metallic material.
[0036] Dans certains modes de réalisation, le support est en alliage à base de nickel et/ou de cobalt.In some embodiments, the support is made of an alloy based on nickel and / or cobalt.
[0037] Ce matériau permet au support de résister aux conditions existant dans la veine d'air quand le moteur est en fonctionnement, et ainsi d'assurer sa fonction de maintien de l'éprouvette.This material allows the support to withstand the conditions existing in the air stream when the engine is in operation, and thus to ensure its function of maintaining the test piece.
[0038] Le présent exposé concerne également une turbomachine comprenant un carter et un distributeur fixé au carter et ayant une plateforme radialement interne et une plateforme radialement externe reliées par au moins une aube, le carter et le distributeur s'étendant circonférentiellement autour d'une direction axiale de la turbomachine, et la plateforme radialement externe du distributeur comprenant un orifice d'endoscope dans lequel est inséré un dispositif de test selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents.The present disclosure also relates to a turbomachine comprising a casing and a distributor fixed to the casing and having a radially internal platform and a radially external platform connected by at least one blade, the casing and the distributor extending circumferentially around a axial direction of the turbomachine, and the radially external platform of the distributor comprising an endoscope orifice in which is inserted a test device according to any one of the preceding embodiments.
[0039] Le carter du module de moteur peut comporter au moins deux parois concentriques comportant chacune une ouverture, les ouvertures définissant ensemble un passage d'endoscope. Dans ce cas, l'ouverture de la paroi la plus proche radialement du centre de la turbomachine, donc de la veine d'air de celle-ci, définit l'orifice d'endoscope.The motor module casing may include at least two concentric walls each having an opening, the openings together defining an endoscope passage. In this case, the opening of the wall radially closest to the center of the turbomachine, therefore of the air stream thereof, defines the endoscope orifice.
[0040] Le carter du module de moteur peut également comporter une seule paroi. Dans ce cas, l'ouverture de la paroi, permettant le passage d'un endoscope, définit l'orifice d'endoscope au sens du présent exposé.The motor module housing can also have a single wall. In this case, the opening of the wall, allowing the passage of an endoscope, defines the endoscope orifice in the sense of the present description.
[0041] Le présent exposé concerne également un procédé de test d'éprouvette pour turbomachine comportant des étapes de :The present disclosure also relates to a test method for a turbomachine test comprising steps of:
- fourniture d'un dispositif de test selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents,- supply of a test device according to any one of the preceding embodiments,
- mise en place d'une éprouvette dans le dispositif de test,- placement of a test piece in the test device,
- insertion du dispositif dans un orifice d'une plateforme d'un distributeur fixé au carter d'une turbomachine, le logement de l'éprouvette étant inséré au moins en partie dans une veine d'air de la turbomachine,insertion of the device into an orifice of a platform of a distributor fixed to the casing of a turbomachine, the housing of the test piece being inserted at least partially into an air stream of the turbomachine,
- fixation du dispositif de test au carter de la turbomachine par l'intermédiaire de l'élément de maintien,fixing the test device to the casing of the turbomachine by means of the holding element,
- démarrage de la turbomachine.- start of the turbomachine.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [0042] L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles :BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention and its advantages will be better understood on reading the detailed description given below of different embodiments of the invention given by way of nonlimiting examples. This description refers to the pages of attached figures, on which:
- la figure 1 représente une vue en coupe d'un dispositif selon le présent exposé, agencé dans un orifice d'une plateforme de distributeur ;- Figure 1 shows a sectional view of a device according to the present description, arranged in an orifice of a distributor platform;
- la figure 2 représente une vue en perspective d'un support selon le présent exposé ;- Figure 2 shows a perspective view of a support according to the present description;
- la figure 3 représente une vue en coupe latérale du support de la figure 2 ;- Figure 3 shows a side sectional view of the support of Figure 2;
- la figure 4 représente une vue en coupe de face du support de la figure 2.- Figure 4 shows a front sectional view of the support of Figure 2.
DESCRIPTION DETAILLEE D'EXEMPLES DE REALISATION [0043] Dans la suite de l'exposé, les termes « radialement externe » et « radialement interne » sont considérés suivant le sens d'insertion du support dans l'orifice de la plateforme.DETAILED DESCRIPTION OF EXAMPLES OF EMBODIMENT In the remainder of the description, the terms “radially external” and “radially internal” are considered according to the direction of insertion of the support into the orifice of the platform.
[0044] La fig. 1 représente une vue en coupe d'un exemple de dispositif 1 selon le présent exposé. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessous, un module de turbomachine comporte un carter externe 2 et une paroi 3, la paroi 3 étant une plateforme radialement externe de distributeur définissant une veine d'écoulement d'air V. Plus précisément, le distributeur s'étend circonférentiellement autour de l'axe de rotation de la turbomachine, et comprend une plateforme radialement interne et une plateforme radialement externe reliées l'une à l'autre par au moins une aube. Le distributeur peut former une couronne annulaire ou un secteur d'une telle couronne. Dans ce cas les plateformes radialement internes et radialement externes du distributeur sont mises bout à bout circonférentiellement autour de la direction axiale de la turbomachine en définissant une virole radialement interne et une virole radialement externe dans laquelle s'écoulent les gaz.FIG. 1 shows a sectional view of an example of device 1 according to the present description. In the embodiment described below, a turbomachine module comprises an external casing 2 and a wall 3, the wall 3 being a radially external distributor platform defining an air flow stream V. More precisely, the distributor extends circumferentially around the axis of rotation of the turbomachine, and comprises a radially internal platform and a radially external platform connected to each other by at least one blade. The dispenser can form an annular crown or a sector of such a crown. In this case, the radially internal and radially external platforms of the distributor are placed end to end circumferentially around the axial direction of the turbomachine by defining a radially internal ferrule and a radially external ferrule in which the gases flow.
[0045] Le carter externe 2 comporte une ouverture 2a sur laquelle est fixée une partie d'introduction 2b. La plateforme 3 comporte un orifice d'endoscope 3a, sensiblement coaxial à l'ouverture 2a. La partie d'introduction 2b, l'ouverture 2a et l'orifice d'endoscope 3a définissent un passage d'endoscope, permettant d'y introduire un endoscope jusqu'à la veine d'air V.The outer casing 2 has an opening 2a on which is fixed an introduction part 2b. The platform 3 comprises an endoscope orifice 3a, substantially coaxial with the opening 2a. The introduction part 2b, the opening 2a and the endoscope orifice 3a define an endoscope passage, making it possible to introduce an endoscope into the air stream V.
[0046] Dans cet exemple, le passage d'endoscope permet le passage du dispositif 1.In this example, the passage of the endoscope allows the passage of the device 1.
[0047] Le dispositif 1 comporte un élément de maintien 4, un ressort 40, un piston 30, et un support 10.The device 1 comprises a holding element 4, a spring 40, a piston 30, and a support 10.
[0048] L'élément de maintien 4, par exemple un bouchon, comporte un couvercle 4a dans lequel peut se loger l'extrémité radialement externe du ressort 40, une portion de vissage 4b pouvant se visser à la partie d'introduction 2b, et une portion de support 4c, permettant de supporter le support 10. La portion de support 4c permet de supporter le support 10 en limitant ses déplacements suivant une direction radiale vers le centre de la turbomachine (l'axe autour duquel s'étend la turbomachine), et suivant les directions transversales à la direction radiale, mais permettant au support 10 de se déplacer radialement vers l'extérieur de la turbomachine. Le ressort 40 est comprimé entre le couvercle 4a et le piston 30, lui-même exerçant une force sur le support 10.The holding element 4, for example a plug, comprises a cover 4a in which can be housed the radially external end of the spring 40, a screwing portion 4b which can be screwed to the insertion part 2b, and a support portion 4c, making it possible to support the support 10. The support portion 4c makes it possible to support the support 10 by limiting its movements in a radial direction towards the center of the turbomachine (the axis around which the turbomachine extends) , and in the directions transverse to the radial direction, but allowing the support 10 to move radially outwards from the turbomachine. The spring 40 is compressed between the cover 4a and the piston 30, itself exerting a force on the support 10.
[0049] Le support 10, et le chemin des efforts dans ce dernier provenant du ressort 40, vont être décrits en référence aux figures 2 à 4.The support 10, and the path of the efforts in the latter coming from the spring 40, will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
[0050] La fig. 2 représente une vue en perspective d'un support 10 s'étendant suivant une direction principale A, et comportant un logement 12 et une partie annulaire 14.[0050] FIG. 2 represents a perspective view of a support 10 extending in a main direction A, and comprising a housing 12 and an annular part 14.
[0051] Le logement 12 présente une forme s'inscrivant dans un cylindre d'axe central correspondant à la direction principale A. Le logement comporte une fenêtre 121, correspondant à une découpe réalisée dans le logement 12 le long de l'axe principal A. La fenêtre 121 s'étend entre une portion de butée 122 et une portion de maintien 123 le long de l'axe principal A. Lorsqu'une éprouvette 20 est logée dans le logement 12, et qu'une pression est exercée sur l'extrémité radialement externe de l'éprouvette 20, l'extrémité radialement interne de celle-ci vient en butée dans la portion de butée 122. Cette dernière comporte en outre une paroi inclinée 122a, sur laquelle une surface biseautée 20a de l'éprouvette peut venir en butée. Ainsi, lorsqu'une pression est exercée sur l'extrémité radialement externe de l'éprouvette 20, le contact entre la paroi inclinée 122a et la surface biseautée 20a de l'éprouvette 20 tend à plaquer cette dernière contre la paroi interne 124 du logement 12.The housing 12 has a shape forming part of a cylinder with a central axis corresponding to the main direction A. The housing has a window 121, corresponding to a cut made in the housing 12 along the main axis A The window 121 extends between a stop portion 122 and a holding portion 123 along the main axis A. When a test piece 20 is housed in the housing 12, and pressure is exerted on the radially outer end of the specimen 20, the radially inner end of the latter abuts in the abutment portion 122. The latter further comprises an inclined wall 122a, on which a bevelled surface 20a of the specimen can come in stop. Thus, when pressure is exerted on the radially external end of the test piece 20, the contact between the inclined wall 122a and the bevelled surface 20a of the test piece 20 tends to press the latter against the internal wall 124 of the housing 12 .
[0052] La portion de maintien 123 est une portion du logement 12 opposée à la portion de butée 122 suivant l'axe principal A. La portion de maintien 123 permet d'empêcher les déplacements de l'extrémité radialement externe de l'éprouvette 20 dans des directions transversales à l'axe principal A. Lorsque l'extrémité radialement externe de l'éprouvette 20 se déplace dans une direction transversale à l'axe principal A, l'extrémité radialement externe de l'éprouvette 20 vient en contact avec la paroi interne de la portion de maintien 123, empêchant celle-ci de se déplacer davantage.The holding portion 123 is a portion of the housing 12 opposite the abutment portion 122 along the main axis A. The holding portion 123 prevents movement of the radially outer end of the test piece 20 in directions transverse to the main axis A. When the radially outer end of the test piece 20 moves in a direction transverse to the main axis A, the radially outer end of the test piece 20 comes into contact with the inner wall of the holding portion 123, preventing the latter from moving further.
[0053] La partie annulaire 14 définit un passage 141, pouvant être cylindrique, s'étendant entre la portion de maintien 123 et un orifice d'insertion 142. L'orifice d'insertion 142 permet l'insertion du piston 30. La partie annulaire 14 comporte en outre une portion d'appui 143. La portion d'appui 143, présente par exemple une forme bombée comme une portion de sphère, de sorte à définir un rétrécissement du diamètre externe de la partie annulaire 14, entre une partie radialement externe de la partie annulaire 14 et la portion de maintien 123. La portion d'appui 143 peut présenter une forme linéaire suivant une vue en coupe longitudinale le long de l'axe principal A, du support 10, ou une forme arrondie (cf. fig.The annular part 14 defines a passage 141, which can be cylindrical, extending between the holding portion 123 and an insertion orifice 142. The insertion orifice 142 allows the insertion of the piston 30. The part annular 14 further comprises a bearing portion 143. The bearing portion 143, for example has a curved shape like a portion of a sphere, so as to define a narrowing of the external diameter of the annular part 14, between a radially part external of the annular part 14 and the holding portion 123. The bearing portion 143 may have a linear shape in a view in longitudinal section along the main axis A, of the support 10, or a rounded shape (cf. fig.
3). La forme de la portion d'appui 143 est telle qu'elle épouse la forme de l'orifice d'endoscope 3a, dans lequel le support 10 est inséré. Cette forme permet à la portion d'appui 143 d'être plaquée contre l'orifice 3a lorsqu'une force est appliquée sur l'extrémité radialement externe du support 10, assurant ainsi l'étanchéité de la liaison entre le support 10 et la paroi 3 dans lequel se trouve l'orifice d'endoscope 3a. Plus précisément, la forme de la portion d'appui 143, permet d'assurer une fonction rotule qui permet un déplacement relatif entre le support 10 et la paroi 3 sans perte d'étanchéité.3). The shape of the support portion 143 is such that it matches the shape of the endoscope orifice 3a, in which the support 10 is inserted. This shape allows the bearing portion 143 to be pressed against the orifice 3a when a force is applied to the radially external end of the support 10, thus ensuring the tightness of the connection between the support 10 and the wall 3 in which is located the endoscope orifice 3a. More specifically, the shape of the support portion 143, ensures a ball joint function which allows relative movement between the support 10 and the wall 3 without loss of sealing.
[0054] Le piston 30 comporte une tige d'insertion 31 s'insérant dans le passage 141, et une portion plate 32 sur laquelle le ressort 40 exerce une force. La longueur de la tige d'insertion 31 est déterminée de manière à ce qu'un jeu existe entre la portion plate 32 et l'extrémité radialement externe de la partie annulaire 14. Le ressort 40 travaille en compression et exerce une force de poussée, dans la direction de l'axe principal A, sur la face radialement externe de la portion plane 32. La tige 31 vient alors en contact avec l'extrémité radialement externe de l'éprouvette 20, et exerce une force sur celle-ci. L'éprouvette 20 se trouve ainsi maintenue entre la tige d'insertion 31, la portion de butée 122 et la paroi du logement 12. Par ailleurs, la tige d'insertion 31 peut également comporter une paroi inclinée venant en contact avec une surface biseautée (non représentée) de l'extrémité radialement externe de l'éprouvette 20, tendant à plaquer cette dernière contre la paroi interne 124 du logement 12.The piston 30 has an insertion rod 31 inserted into the passage 141, and a flat portion 32 on which the spring 40 exerts a force. The length of the insertion rod 31 is determined so that a clearance exists between the flat portion 32 and the radially external end of the annular part 14. The spring 40 works in compression and exerts a pushing force, in the direction of the main axis A, on the radially external face of the planar portion 32. The rod 31 then comes into contact with the radially external end of the test piece 20, and exerts a force on it. The test piece 20 is thus held between the insertion rod 31, the abutment portion 122 and the wall of the housing 12. Furthermore, the insertion rod 31 may also have an inclined wall coming into contact with a beveled surface (not shown) of the radially external end of the test piece 20, tending to press the latter against the internal wall 124 of the housing 12.
[0055] Le procédé de test de l'éprouvette 20 consiste dans un premier temps à fournir le dispositif 1 décrit précédemment, support [0056] Plus précisément, la tige 31 est d'abord inséré dans la partie annulaire 14 via l'orifice d'insertion 142. Le piston 30, puis le ressort 40 sont ensuite logés dans la portion de support 4c de l'élément de maintien 4. Enfin, le couvercle 4a est disposé sur la portion de support 4c, renfermant ainsi le ressort 40 entre la portion de support 4c, le piston 30 et le couvercle 4a. Le support 10 est fixé à la portion de support 4c, par exemple par soudage.The test method of the test piece 20 consists first of all in providing the device 1 described above, support. More precisely, the rod 31 is first inserted into the annular part 14 via the orifice d insertion 142. The piston 30, then the spring 40 are then housed in the support portion 4c of the holding element 4. Finally, the cover 4a is disposed on the support portion 4c, thus enclosing the spring 40 between the support portion 4c, the piston 30 and the cover 4a. The support 10 is fixed to the support portion 4c, for example by welding.
[0057] L'éprouvette 20 est ensuite mise en place dans le support 10 en poussant d'abord légèrement le piston 30 vers l'extérieur, en insérant de manière inclinée l'éprouvette 20 par la fenêtre 121, l'éprouvette 20 venant alors se loger dans le logement 12, puis en relâchant le piston, la tige d'insertion 31 venant en contact avec l'extrémité radialement externe de l'éprouvette 20. Dans le présent exemple, l'éprouvette à tester est en matériau de type CMC et peut comporter un revêtement à base de terres rares.The test piece 20 is then placed in the support 10 by first slightly pushing the piston 30 outwards, by inclining the test piece 20 through the window 121, the test piece 20 then coming be housed in the housing 12, then by releasing the piston, the insertion rod 31 coming into contact with the radially external end of the test piece 20. In the present example, the test piece to be tested is made of CMC type material and may include a coating based on rare earths.
[0058] Le dispositif 1 ainsi formé est ensuite inséré dans la veine d'air de la turbomachine. Plus précisément, le dispositif 1 est inséré dans la veine d'air par l'intermédiaire de la partie d'introduction 2b et de l'ouverture 2a, de sorte à introduire le logement 12 du support 10 dans l'orifice d'endoscope 3a, jusqu'à ce que la portion d'appui 143 vienne en appui contre la périphérie de l'orifice d'endoscope 3a.The device 1 thus formed is then inserted into the air stream of the turbomachine. More specifically, the device 1 is inserted into the air stream through the introduction part 2b and the opening 2a, so as to introduce the housing 12 of the support 10 into the endoscope orifice 3a , until the support portion 143 comes to bear against the periphery of the endoscope orifice 3a.
[0059] Le dispositif 1 est alors fixé au carter externe 2 de la turbomachine, en vissant la portion de vissage 4b à la partie d'introduction 2b. Dans cette configuration, le logement 12, et donc l'éprouvette 20 qui s'y trouve, sont placées dans la veine d'air définie par la plateforme 3.The device 1 is then fixed to the outer casing 2 of the turbomachine, by screwing the screwing portion 4b to the introduction part 2b. In this configuration, the housing 12, and therefore the test tube 20 which is there, are placed in the air stream defined by the platform 3.
[0060] La turbomachine est alors démarrée afin de réaliser le test de l'éprouvette 20 [0061] La force exercée par le ressort 40 sur le piston 30 est transmise à l'éprouvette 20, elle-même transmettant cette force à la portion de butée 122. Le chemin des efforts passe ensuite dans la paroi du logement 12 le long de l'axe principal A. Les efforts sont finalement transmis à l'orifice 3a par l'intermédiaire de la portion d'appui 143 (cf.The turbomachine is then started in order to carry out the test of the test piece 20 The force exerted by the spring 40 on the piston 30 is transmitted to the test piece 20, itself transmitting this force to the portion of stop 122. The forces path then passes through the wall of the housing 12 along the main axis A. The forces are finally transmitted to the orifice 3a via the support portion 143 (cf.
flèches sur la fig. 4). Ce dispositif permet donc, grâce à la forme du support 10, d'optimiser le contact entre le support 10 et l'orifice 3a, et donc d'améliorer l'étanchéité du système, en évitant des fuites de gaz provenant de la veine d'air au cours de l'essai.arrows in fig. 4). This device therefore makes it possible, thanks to the shape of the support 10, to optimize the contact between the support 10 and the orifice 3a, and therefore to improve the tightness of the system, by avoiding gas leaks coming from the vein d during the test.
[0062] En outre, la présence d'un ressort 40 et du piston 30 permet de compenser les allongements de l'éprouvette 20 en cours de tests, dus aux dilatations thermiques. Plus précisément, le support 10 se dilate davantage que l'éprouvette 20 sous l'effet des contraintes thermiques. La présence du ressort 40 et du piston 30 permet de compenser ces différentiels de pression, et de maintenir une pression sur l'éprouvette 20.In addition, the presence of a spring 40 and the piston 30 makes it possible to compensate for the elongations of the test piece 20 during tests, due to thermal expansions. More specifically, the support 10 expands more than the test piece 20 under the effect of thermal stresses. The presence of the spring 40 and of the piston 30 makes it possible to compensate for these pressure differentials, and to maintain pressure on the test piece 20.
[0063] Lorsque la phase de test est terminée, le dispositif 1 est alors retiré du carter de la turbomachine, et l'éprouvette 20 est extraite du support, afin de pouvoir évaluer les effets du test sur celle-ci.When the test phase is completed, the device 1 is then removed from the casing of the turbomachine, and the test piece 20 is extracted from the support, in order to be able to assess the effects of the test on the latter.
[0064] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.Although the present invention has been described with reference to specific exemplary embodiments, it is obvious that modifications and changes can be made to these examples without departing from the general scope of the invention as defined by the revendications. In particular, individual features of the various illustrated / mentioned embodiments can be combined in additional embodiments. Therefore, the description and the drawings should be considered in an illustrative rather than restrictive sense.
[0065] Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.It is also obvious that all the characteristics described with reference to a process can be transposed, alone or in combination, to a device, and conversely, all the characteristics described with reference to a device can be transposed, alone or in combination, to a method.
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