Turbines Dumont

[Arago]

pour parler de ma turbine double Camille Dumont double, type FHSpD (Francis Horizontale Spirale Double).
2 roues de 39 cm, Ns 200 environ.
[...]
... sur une turbine 1 entrée, 1 bâche, 2 distributeurs indépendants, roue double sur le même arbre, 2 aspirateurs. Comme la mienne.
On peut turbiner des plus petits débits en ayant un distributeur totalement fermé et l'autre + ou - ouvert. OK. Dumont l'écrit dans sa brochure.
...

Bonjour, je reviens sur ce sujet qui remonte à quelques posts en arrière.

J'ai constaté sur 3 turbines double type FHSpD ; la mienne, une autre des années 1920 (marque non certaine) et sur cette Dumont en photo ; que les distributeurs n'ont qu'une seule commande ?!?

Dumont commande unique.png

Cela fait perdre l'intérêt des 2 roues et de l'ajustement au débit !
La notice Dumont précise bien que l'on peut commander chaque distributeur différemment.


Questions :

1- Y a t'il une incompatibilité sur certains FHSpD ?

Sur mon post précédent,
2- Sur des 12 directrices de 12,9 cm de haut et 1 bar de pression, quel est le niveau d'imperfection acceptable à la fermeture ? J'ai 2 mm sur certaines.

3- Quels jeux laissés aux extrémités ? J'ai d'office 0,4 mm à la base. Je dois déterminer le jeu de l'autre côté (puisque je dois faire modifier 4 des 12 axes nickelès).

4- Certaines directrices ont pas mal de battement, est-ce grave ?

Cordialement,

Arago

[dB-)]

Bonjour,

tout à fait, j'ai vu aussi de mon coté sur plusieurs Dumont FHsPD une commande unique et simultanée des deux distributeurs.

• il est vrai que par rapport à une commande séparée (1/2 et 1/2 ou 1/3 et 2/3) on perd du rendement à débit partiel

• je pense qu'à l'époque il était difficile de réaliser pour des petites turbines un régulateur hydraulique centrifuge à deux étages séparés

• l'intérêt d'une telle turbine double par rapport à une simple est que sa vitesse de rotation est plus élevée

Sur une ancienne turbine double que je suis en train d'équiper pour de l'autoconsommation, je remplace l'ancienne commande unique par une nouvelle régulation avec commandes séparées des deux distributeurs : très facile à faire avec un petit groupe hydraulique, deux vérins, capteurs, et un automate.

2 mm de jours entre directrices fermées, et sur plusieurs directrices, ça fait beaucoup .. La turbine aura du mal à s'arrêter, ou à ralentir dans le cas d'une vitesse de couplage dépassée, et elle fera perdre de l'eau à l'étiage (sauf si la vanne de garde est bien étanche).

Sur les anciennes turbines Francis Goulut et Borne, le bord de fuite des directrices comportait une lame en plomb : on fermait le distributeur, on laissait la commande en tension, et on tapotait sur chaque directrice pour déformer le plomb et fermer l'interstice avec la directrice suivante ...

Sur d'autres distributeurs, chaque commande de directrice comporte un excentrique pour régler la fermeture au mieux.

Pour le jeu au niveau des flancs des directrices, je pense que quelques dixièmes de chaque coté sont bien. Ne pas oublier de manipuler régulièrement (par exemple une fois par mois) et complètement le distributeur, pour limiter son blocage par la rouille, le calcaire, etc..

Concernant le battement : je n'ai encore pas rencontré de directrices qui vibraient ou oscillaient à cause d'un jeu dans la commande, en général les poussées hydrauliques sur les directrices ne sont pas symétriques par rapport à leur axe de pivotement, et l'eau tend à les refermer ou les ouvrir.

Bonne journée

dB-)

[Arago]

Bonjour,
Quelques nouvelles de ma "Dumont" :

Le système de commande est fini d'être restauré.

P1050190.JPG

P1050191.JPG

Au début, tout était bloqué, grippé, soudé.
L'axe a été rechargé au mastic Epoxy puis tourné car il était très attaqué au niveau du presse étoupe (cette fameuse étoupe aux bris métalliques , jamais graissé par le passé).
Nouvelle étoupe : coton de 5x5mm en 3 épaisseurs.
Nouveau graisseur : graisseur à bille.
Maintenant, j'ai du mettre un bout de bois pour éviter que l'axe ne bouge trop pendant les manipulations/stockage.

[Arago]

Restauration des distributeurs :

Les 2 x 12 axes de directrices de 20 mm ont été percés en 3 mm (percement de 80 à 150 mm de profondeur) pour les équiper de graisseurs à bille.

Axes remontés à graisse au cuivre.

Les jeux laissés au niveau des directrices :

Distributeur coté butée : 0,4 "en bas" (coté sortie).
0,3 environ en haut. J'y ai ajouté des rondelles inox 25x35x0,2 collées à la Superglu pour éviter un frottement sur toute la surface de la directrice. Bizarrement, il n'y en avait pas au démontage.
Entre le rondelle du bas et celle ajouté en haut, j'ai un jeu de la directrice de 0,1 en moyenne (de 0,2 à 0,0 mais sans blocage ou forcage à la rotation).

Distributeur coté poulie : 0,4 avec très localement 0,2 "en bas" (coté sortie)
0,3 environ en haut + rondelles ajoutées de 0,2
Entre le rondelle du bas et celle ajouté en haut, j'ai un jeu de la directrice de 0,1 en moyenne (de 0,2 à 0,0 mais sans blocage mais une ou 2 frottent un peu).

Rappel : prévu avec un 1 bar dans la bâche spirale et eau totalement non calcaire.

P1050271.JPG

P1050181.JPG

Sur le second distributeur (coté poulie), il y avait une partie cassée resoudée au niveau de la fixation d'un bras de commande.

A l'hydro-sablage, une grosse fente ouverte de 40 cm de long est apparue !!!
Situé en partie basse, je suppose quelle est dû au gel (eau entre le cercle de vannage et la base du distributeur, bâche pleine de cailloux) lors de sa période d'abandon ???

4 renforts ont été posés, boulon/tige 14 et 12 mm, corniéres faites avec des 1/2 UPE140 :

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P1050277.JPG

Je pense que cela devrait tenir (1 bar dans la bâche) ???

[Arago]

Photos :

P1050271.JPG

P1050283.JPG

P1050182.JPG

Questions :
- Je constate que les 2 cercles de vannage ont un fort jeu (sur la photo vers le haut mais une fois en place dans la bâche de droite à gauche vers la butée ou vers la poulie). D'un coté c'est la base du distributeur qui les arrêtent et de l'autre c'est les ergots des directrices. Je pensais réduire de jeu en collant une épaisseur de plastique dans les logements des ergots. Réduire d'environ 3 mm (et ne laisser qu'1 ou 2 mm de jeu).
Est-ce une bonne ou mauvaise idée ? Ou moins réduire ?

- Faut-il graisser sous le cercle de vannage ? (d'autant plus si je réduit le jeu) Je pensais bien graisser l'ensemble.

- Fait-il (ou est-il préférable) de mettre des graisseur de ce cercle de vannage ? Je ne pensais pas le faire mais je pose la question au cas où.

- Suite à mon problème de longueur d'axe de directrices, 8 des 24 axes ont été raccourcis de 2 mm pour les mettre tous à la même longueur. Du coup, chaque ensemble de de distributeur a été lui aussi raccourci de 2 mm. Or les 2 distributeurs doivent d'emboiter (au millieu de la bâche) lors du montage. Le raccourcissement de 4 mm au total va me faire perdre cette emboitement fonte/fonte.
Est-ce que cette emboitement peut être recréer au mastic Epoxy (pas de fonction de tenue mécanique) ? Ou faut-il prévoir "quelque chose" car cette emboitement est aussi mécaniquement important et peut/va subir des contraintes (mécanique ou hydraulique) ?


Cordialement,
Arago

[dB-)]

Ahhh, le forum sort de sa léthargie !!

Merci à nouveau pour les très bonnes photos, qui serviront sûrement à d'autres (moi compris !)

Sur les turbines que j'ai démontées, les tranches des directrices étaient planes, il n'y avait pas d'épaulement au niveau de l'axe, simplement un jeu fonctionnel de quelques dixièmes pour permettre la rotation.

Sur certaines, l'écartement entre le corps de la turbine et l'œillard est réalisé par des colonnes ou des "fausses" directrices fixes, et sur d'autres les axes des directrices comportent deux épaulements : quand on serre les écrous, on assemble le corps de la turbine et l'œillard, et les épaulement permettent de laisser un peu de jeu aux directrices.

Le jeu au niveau des tranches est nécessaire, il engendre des fuites minimes qui sont moins "motrices" que les fuites entre bord d'attaque et bord de fuite (bien nommé !) des directrices, qui sont elles bien orientées pour faire tourner la roue.

Pour souder les cornières sur la fonte, comment avez-vous procédé ?

• en général préchauffage de la pièce fonte vers 200-300 °C

• soudure à l'arc avec des électrodes fonte-nickel (DC, électrode au +)

• post-chauffage dégressif pour limiter la vitesse de refroidissement

Personnellement, ça réussit environ une fois sur deux ... (et avec les anciennes fontes grise inutile d'essayer ..)

Sur les turbines en bon état comportant un cercle de vannage hors d'eau, le jeu entre l'anneau de vannage et le corps du distributeur n'est que de quelques dixièmes et le guidage peut comporter des graisseurs.

Ici l'anneau de vannage est dans l'eau, il est normal qu'il s'oxyde et que du jeu apparaisse, pas très gênant car l'anneau devient en quelque sorte flottant et se centre par la multiplicité des commandes de directrices et par ses deux commandes symétriques. Limiter le jeu à environ 1 mm serait pas mal quand même.

Je ne pense pas que du plastique collé au niveau des ergots tiendra car les efforts et éventuelles oscillations provoquées par l'eau sur les directrices peuvent être importants rapportés aux ergots

Graissage pourquoi pas, avec une graisse adhérant bien et résistant à l'eau et si possible non polluante .. Mais après quelques mois de fonctionnement la graisse partira probablement. Et mieux vaut ne pas percer l'anneau de vannage pour ajouter des graisseurs, risque de casse en fonctionnement.

Si les deux distributeurs ont perdu au total 4 mm en largeur, je pense qu'il est important de prévoir deux flasques en tôle de 2 mm, par exemple en inox découpé au laser, pour remplir ce jeu. En effet, les deux distributeurs boulonnés en place contribuent à la solidité de la bâche. Si vous serrez les boulons sans ajouter ces 4 mm de calage vous allez "refermer" la bâche spirale et elle va probablement se fendre. Et si vous ne serrez pas, les distributeurs seront +/- flottants et ce n'est pas bon du tout !

Bon, je repars débarder du bois (quelques gros arbres tombés dans la rivière), je mettrai quelques photos plus tard !

Bonne journée

dB-)

[Arago]

Sur les turbines que j'ai démontées, les tranches des directrices étaient planes, il n'y avait pas d'épaulement au niveau de l'axe, simplement un jeu fonctionnel de quelques dixièmes pour permettre la rotation.

En effet, les 2 tranches des directrices sont planes. Côté sortie, il y a une rondelle de 5 mm environ qui est encastrée dans la fonte et qui dépasse de 0,4 mm. Cette rondelle (trou de 18 mm) est serrée par l'axe de 20 mm.
De l'autre coté, rien. J'ai donc mis cette rondelle inox de 0,2.

Pour souder les cornières sur la fonte, comment avez-vous procédé ?

Ce n'est pas soudé mais juste boulonné.
C'est le distributeur côté poulie. En partie basse. Sur le coude de sortie il y a juste un roulement de prévu, il y a moins d'effort que du coté butée <- ->.
D'un coté, tige inox de 14 mm filetée dans 4 cm de fonte. Force à l'arraché principalement.
De l'autre, un boulon inox de 12 mm fileté dans 20 mm de fonte + reprise du boulon de 14 mm fixant distributeur/bâche.

Je ne pense pas que du plastique collé au niveau des ergots tiendra car les efforts et éventuelles oscillations provoquées par l'eau sur les directrices peuvent être importants rapportés aux ergots

En effet, je pense coller le plastique au niveau des ergots mais sur l'anneau de vannage tout au fond des logements des ergots. Pas directement sur l'ergot.

Graissage pourquoi pas, avec une graisse adhérant bien et résistant à l'eau et si possible non polluante .. Mais après quelques mois de fonctionnement la graisse partira probablement. Et mieux vaut ne pas percer l'anneau de vannage pour ajouter des graisseurs, risque de casse en fonctionnement.

Pour re-graisser (c'est juste une réflexion), il faudrait percer l'embase du distributeur (2 cm de fonte) sous l'anneau pour sortir directement à l'extérieur. L'anneau de vannage ne sera donc pas directement touché (je n'ai pas été très clair dans ma question).

Si les deux distributeurs ont perdu au total 4 mm en largeur, je pense qu'il est important de prévoir deux flasques en tôle de 2 mm, par exemple en inox découpé au laser, pour remplir ce jeu. En effet, les deux distributeurs boulonnés en place contribuent à la solidité de la bâche. Si vous serrez les boulons sans ajouter ces 4 mm de calage vous allez "refermer" la bâche spirale et elle va probablement se fendre. Et si vous ne serrez pas, les distributeurs seront +/- flottants et ce n'est pas bon du tout !
... dB-)

Heu... Il n'y a aucun boulon/axe/ tige qui traverse. Rien ne s'oppose à "l'éclatement" de la bâche, sauf un peu les demi-coudes de sortie qui reportent un peu les forces au sol.

Chaque distributeur est fixé à la bâche par 22 boulons de 14 mm. Les 2 distributeurs entrent en contact ou en quasi-contact au niveau de ce léger emboitement mâle/femelle. Cet emboitement n'empêche pas l'écartement (pas de liaison).

La bâche (dimensions extérieures : L 170 x H 150 cm environ) va seule subir la pression, 1 Bar prévu à 1,2 Bar en crue contre 0,3 à 0,4 Bar précédemment.

P1050278.JPG

Bien cordialement,
Arago

[dB-)]

Bonjour,

Heu... Il n'y a aucun boulon/axe/ tige qui traverse. Rien ne s'oppose à "l'éclatement" de la bâche, sauf un peu les demi-coudes de sortie qui reportent un peu les forces au sol.

En général l'écartement des deux ouvertures de la bâche est empêché par des tiges traversantes ou par la fixation du ou des distributeur(s)

2023-04-27_074625.jpg

Il est possible aussi que votre bâche comporte en interne des pré-directrices fixes venues de fonte, qui réalisent cette liaison.

Que rien ne soit prévu, pourquoi pas si la chute est faible et la bâche épaisse, mais encore jamais vu en ce qui me concerne.

Bonne journée

dB-)

[Arago]

Heu... Il n'y a aucun boulon/axe/ tige qui traverse.

En général l'écartement des deux ouvertures de la bâche est empêché par des tiges traversantes ou par la fixation du ou des distributeur(s)

Il est possible aussi que votre bâche comporte en interne des pré-directrices fixes venues de fonte, qui réalisent cette liaison.

Que rien ne soit prévu, pourquoi pas si la chute est faible et la bâche épaisse, mais encore jamais vu en ce qui me concerne.

Bonjour dB-),
Non, rien de rien. Pas de pré-directrices.
Rappel : la turbine a déjà subit des travaux de restauration dans le passé, dont le changement des axes des directrices. Les écrous en fin d'axe sont du 16mm (filetage de 18 mm à la base, axe de 20). Un dispositif de liaison a-t'il été supprimé ?

La turbine était sous 3,5 m de chute brute, il est prévu de l'optimiser sous 16 m brute (1 Bar dans la bâche, le reste avec les aspirateurs).
Les contraintes seront bien plus fortes qu'avant.

Peut être devrais-je prévoir une liaison entre les axes de directrices ??? Des manchons boulonés OU des sortes de tendeurs ?
Le seul inconvénient sera que pour démonter un distributeur, il faudra décaler ou sortir la roue et son gros arbre.


Par ailleurs, que pensez-vous de mes renforts du distributeur fendu ?

Bonne journée,
Arago

[dB-)]

Re ..

il faudrait le croquis de votre bâche.

A la très grosse louche (c'est carrément une bassine), si on l'assimile à un tore de diamètres par exemple 80 cm et 1.50 m, les 10 m de hauteur d'eau au dessus de la roue vont exercer sur chaque face une pression d'environ 12 t .. tendant à "ouvrir" la bâche en deux.. dont, toujours à la louche, 6 t sur la périphérie et 6 t au niveau de chaque distributeur.

Bon, certaines anciennes bâches en fonte font 2 à 3 cm d'épaisseur, ça aide, mais vu le danger potentiel de cette transformation, plaquer les deux distributeurs sur des rondelles inox de 2 mm découpées au laser (comme je l'indiquais plus haut) et les serrer entre eux par des tiges inox traversantes, filetées aux extrémités, me semble indispensable.

=> vu le danger potentiel, ne vous en tenez pas aux informations du forum (qui je le répète ne sera pas responsable en cas d'incident), faites réaliser une étude ou un calcul de résistance par un expert local !

Autre point : passer de 3.50 m de chute à 16 m va aussi créer des efforts plus importants sur les roues et sur l'arbre, calcul à faire, il n'est pas du tout certain que les roues résisteront et que le diamètre d'arbre suffira. La similitude permet de transposer les caractéristique d'une turbine d'un site à un autre, mais quand on augmente la chute il faut l'associer à des calculs de résistance des matériaux !

Troisième point, vous évoquez une hauteur d'aspiration sous la roue de 6 m : c'est possible, mais pas dans tous les cas, il faut le vérifier au cas par cas en fonction de pas mal de paramètres : dimensions des roues, vitesse spécifique, vitesse de rotation, altitude du site, température de l'eau, etc.. A défaut, vous risquez de vous retrouver avec une forte cavitation.

Bonne soirée

dB-)