Forum de la petite hydroélectricité

Bonjour,

Je voulais dimensionner les vérins d’ouverture de vannage de 3 turbines Francis horizontale en chambre d’eau.

Comment avoir une idée du couple nécessaire à l’ouverture et à la fermeture des directrices ?

Sachant qu’il y a 3m d’eau au dessus de l’axe des turbines et 1m en dessous.

Les turbines sont des Camille Dumont des années 1940 : -1 double asymétrique : FHODi 800-425/110 -1 simple : FHOS 415/130 Apparemment on peut avoir une idée du couple du à la pression de l'eau en position fermée (d'ailleurs je trouve que ça aurait tendance à vouloir s'ouvrir , mais après les calculs deviennent hors de portées. Il n'existerait pas une formule empirique? Ou plus simplement votre expérience pour des turbines similaires. Encore une fois merci d'avance pour vos futures contributions!!!!

PS : je ne peux pas faire de mesure car je n’ai pas encore remonté les directrices et je voudrais passer commande des vérins avant.
PS2: ça sera des vérins éléctrique avec batterie de secours (je vous voie déjà me huer!!! ) et limitation du couple par disjoncteur réglable.

Bonjour,

merci pour les photos et animations !

Je vois sur le devis de fourniture Dumont ( que vous avez mis en ligne ici http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f=5&t=814 ) que le régulateur qui commande simultanément vos 3 turbines est indiqué "200 kg.m" et je pense qu'il s'agit du couple disponible sur l'arbre de sortie du régulateur. Ensuite, faire les calculs avec les bras de levier et angles ...

Ci-dessous une publicité d'un régulateur Schneider & Jacquet donné pour 800 kg.m
Et pour mémoire le plan d'un autre régulateur Singrun :
Autre idée, intuitivement, quand on voit les deux tiges qui commandent le cercle de vannage, à partir des manetons de l'arbre de vannage, on se dit que les efforts maximums en traction / compression doivent être de l'ordre de 1 "tonne" ( 1 000 daN). Ces tiges étaient sur-dimensionnées mécaniquement, et aussi pour rester fonctionnelles pendant des décennies malgré la diminution de section due à la corrosion. Vu une fois sur une ancienne turbine une de ces tiges, diamètre 60 mm, cassée net ! la turbine était bloquée depuis des années, et les utilisateurs avaient forcé sur le régulateur pour essayer de débloquer le mécanisme (régulateur mécanique sous bain d'huile avec masselottes centrifuges, embrayage AV/AR, et commande de vannage par secteur denté bronze et vis sans fin, probablement une dizaine de tonnes de poussée sur les bielles !)

Troisième idée, j'ai souvent vu pour ce type d'installation des vérins avec piston d'un diamètre 60 mm environ : ça donne quand même 7 t de poussée à 250 bar, et 5 t de traction, très largement suffisant. Ensuite vous dosez l'effort maximum par un limiteur de pression, et vous travaillez plutôt à 40 ou 50 bars par exemple.

Quand il n'est pas bloqué par la rouille, un cercle de vannage manœuvré par deux bielles de part et d'autre tourne "assez facilement" (pas à la main quand même) : je n'ai jamais mesuré, mais je pense que l'effort de traction / compression sur chaque bielle est de l'ordre de 200 daN quand la turbine est à sec, et peut aller jusqu'à 400 daN quand la turbine fonctionne (ça dépend de la taille de turbine évidemment). Vu sur une turbine Goulut et Borne : le cercle de vannage, diamètre 1.20 m environ, monté sur une cinquantaines de billes diamètre 20 mm, espacées par des entretoises. Le tout bien rouillé évidemment, ce n'était pas une excellente idée !

Encore une piste : je vois sur les photos que certains renvois se font par une seule tige, qui travaille donc une fois sur deux en compression : un calcul de flambage (tige acier, diamètre ..., longueur ...) vous donnera l'effort maximum qu'elle peut encaisser en compression (exemple, une tige acier de 50 mm de diamètre et 3 m de long peut encaisser au maximum environ 3 400 daN, et comme le matériel était largement sur-dimensionné à l'époque, l'effort normal serait de l'ordre de 1 000 daN ?)

Concernant les vérins électriques, je n'ai pas d'à priori, puisque j'en ai aussi 2 en cours d'installation sur des turbines ! Prévoir la possibilité de limiter électroniquement la force du vérin, sous peine de rupture d'un renvoi.

Idem pour les batteries (plombs, gélifiées, ..) : un (bon) chargeur de batterie actuel (charge rapide par "booster" après les pics de consommation, puis maintien en charge par compensation de la consommation interne, possibilité de "désulfater" les plaques par des pics de courants, etc...) n'a rien à voir avec les simples ensembles transformateur/pont de diodes des années 80, et permet de maintenir une batterie en bon état pendant des années. La batterie doit être placée dans un endroit sec et frais, et être maintenue propre. L'idéal est une batterie spécifique de stockage longue durée, type petit éolien, mais j'ai vu plusieurs petites installations tourner avec des vulgaires batteries de voiture. Bien sûr, quelle qu'elle soit, une batterie ne durera pas 30 ou 40 ans, ce que peut durer un groupe hydraulique, et elle sera aussi toujours moins fiable qu'un contrepoids.

dB-)

Bonjour,

Retour d'expérience -

Sur une turbine Kaplan, la commande des directrices se faisait par le système GUERIN, installé très couramment dans les années 60, à savoir :
Commande des directrices par moto-réducteur équipé de 2 moteurs : l' un triphasé, utilisé normalement, le second, commandé par une batterie au plomb 12 V de forte capacité, destiné prendre le relai en cas de panne de secteur.
La batterie était maintenue en charge permanente par un chargeur GUERIN, livré avec l'ensemble.
L'ensemble était correctement entretenu et surveillé, la batterie régulièrement remplacée.
Ce qui devait arriver est arrivé une nuit. Après une coupure secteur, les directrices ne se sont pas refermées : probablement la batterie HS.
Je vous laisse deviner le résultat : une Kaplan en emballement toute une nuit . . .

Le mieux c'est que j'ai vu, sur une petite installation qui venait d'être réhabilitée, le même système mis en place. Il devait en rester en stock . . .

Il y a quelques années, pour des raisons de coût, j'avais trouvé intelligent d'assurer la commande des directrices d'une petite Francis par un vérin électrique 230 V. Pourquoi pas, les efforts étaient faibles, de l'ordre de 100 à 200 daN et l'installation ne craignant pas l'emballement.
Devant les déboires, ce dernier a été très rapidement remplacé, a mes frais au titre de la garantie, par l'ensemble vérin et groupe hydraulique avec électrovanne NO, fermeture par contrepoids. Seul montage envisageable si l'on souhaite une bonne fiabilité. Où a été l'économie ?

Mais ce n'est qu'un avis...

Je prends note de la mise en garde de Perret concernant les vérins électrique. Merci pur ce partage d’expérience.

J’ai exploré les pistes de Didier, si ça peut servir à quelqu’un, voici le résultat :

D’après le plan de régulateur (plan de segretain et de from : merci le forum !) et sa mesure sur place :
Le diamètre du piston est de 150mm auquel il faut enlever la surface du à l’axe de 35mm qui le traverse.
Le manomètre est gradué de 0 à 15, j’imagine que ce sont des bars et je prends 10bar comme pression de service
Force du vérin du régulateur F=Surface piston*Pression huile=1700daN
Couple sur l’axe de commande du régulateur C=1700*levier de 0.18m=300daNm

D’après le devis de fourniture de chez Dumont :
Le régulateur est un 200kgm, soit 200daN mais pour la turbine double seul, on peut imaginer qu’au final ils aient installé un 300kgm en rajoutant la petite turbine qui n’était pas comprise dans le devis initial, d’ailleurs d’après un document du forum (encore merci au forum !), ce modèle de régulateur serait un 300, le numéro de modèle des régulateur doit donc correspondre au couple qu’ils délivrent.

On peut donc considérer que le régulateur fourni 300daN de couple. Le même régulateur commandant les 3 turbines, le couple est réparti entre les 3 turbines. En imaginant que le couple est grosso modo proportionnel à la taille des turbines (débit absorbé), on peut calculer avec la longueur des leviers de commande les efforts sur les leviers : 490daN pour la petite turbine simple et 470 et 920daN pour la turbine double.

D’après les calculs de flambages des tubes qui relient le régulateur aux vannages : (bonne idée Didier !)
Les tubes de commande sont des simples tubes de canalisation d’eau en fer! Ils font dans le 4m de longueur, ce qui donne un flambage à partir de 930daN pour la petite turbine, et 1100 et 2300daN pour la double. Ce qui est juste le double des valeurs trouvées plus haut ! (Soit un coefficient de sécurité de 2).

Les résultats concordent bien, ce qui les accrédite mutuellement.
Pour vérifier, je vous posterai les valeurs mesurées quand elles seront connues.


Liens vers une feuille en ligne de calcul de flambage : (prenez un coef de sécurité de 3 à 5 pour si vous utilisez cette feuille pour dimensionner la tige d’un vérin) : http://www.pats.ch/formulaire/resmat/resmat8.aspx

Bonjour RODO,

Merci pour le retour, je suis allé sur le site que tu cite, j'y ai découvert une mine d'or pour nous tous dans la section formulaire : http://www.pats.ch/formulaire/accueil.aspx Je pense que l’accès est libre, je le met donc en bibliothèque sous "Logiciels".

Bonne journée a tous

Gé

Ps : Quand je parles de "Bibliothèque" il s'agit bien évidement de la section "Fournisseurs, intervenants, associations, passionnés"

Bonjour,

vous connaissez probablement cette technique, mais comme j'ai pris des photos il y a quelques jours j'en parle !

Le sujet est : comment sortir un axe de roue Francis, sur place, et sans équipement : pas de chalumeau, pas de forge, pas de presse hydraulique, ni de minipelle ou de robot de démolition équipé d'un gros BRH !

En exemple ici, une petite roue Francis, de conception simple (les augets sont obtenus à partir d'une feuille de tôle découpée et cintrée à la rouleuse ou à la presse) et réalisée en acier meccano soudé. Inutilisée depuis une vingtaine d'année, bien rouillée, et qui avait été pas mal bricolée à l'origine : montage à la "Loctite", plus clavette en coin soudée, plus encore une goupille fendue indémontable !

Il faut tronçonner l'axe à ras, puis le percer plusieurs fois sur presque toute la longueur d'emmanchement, de sorte que les contraintes se libèrent. Une perceuse magnétique est un plus, sinon c'est assez physique ! Il faut de bon forets, si possible longs, et de qualité (le top Guhring), ou sinon les réaffuter dès que nécessaire (à la disqueuse !), car l'arbre est en général réalisé dans un acier d'assez bonne qualité !
dB-)

Bravo Didier,

Je n'ai pas osé le faire sur la mienne, et j'ai manchonné l'arbre !

A l'époque on m'avait conseillé de percer avec un chalumeau au plasma

Ta turbine est petite, et il faut une belle longueur de foret pour traverser !

Good Job en tout cas


Gé

bonjour à tous
En temps que bouineur, j'ai vu faire plusieurs cordons de soudure à la baguette de 3.2 sur le moyeux, cela à pour objet de dilaté l' acier.( ça ne marche pas à tous les coup).
cordialement...

fontaine a écrit : En temps que bouineur * j'ai vu faire plusieurs cordons de soudure à la baguette de 3.2 sur le moyeux, cela à pour objet de dilaté l' acier.( ça ne marche pas à tous les coup).
cordialement...

Je conoissais la combine pour extraire la cage d'un roulement


Gé

*Origine du néologisme " Bouineur"
Bouineur est, en fait, un détournement de bouiner ; faire, en français régional de Basse-Normandie. Ce mot n'existe que dans l'expression :"qu'est-ce que tu bouines ? " Cette expression est usuelle dans l'Orne, Manche (centre et sud) , Calvados (ouest). Elle est employée dans le nord de la Manche et le centre et l'est du Calvados.

Le verbe bouiner est peut-être tiré, avec aphérèse du verbe régional hambouiner "boiter" , issu lui-même du néerlandais hampel "s'agiter".

in Dictionnaire du français régional de Basse-Normandie, René Lepelley 1989 - Christine Bonneton Editeur.
Posté par bouineur du cru à 21:56
Commentaires sur Origine du néologisme " Bouineur"
Cher Blogueur, je me permets d'apporter quelques ajouts à cette analyse. En effet, nous retrouvons les traces de ce terme dans d'autres pratiques linguistiques. Je citerai le Gallo, langue régionale de haute Bretagne où le mot est couramment usité.Le sens est globalement similaire Pour plus de précisions sur la connaissance des régionalismes : http://www.uhb.fr/alc/erellif/credilif/Rapport.pdf
Mais l'usage s'est étendu au langage courant de la langue française dans une utilisation antonymique "faire les choses lentement, ne rien faire, glander, ..." ou dans un sens plus large et là je vous recommande le blog suivant fort intéressant
http://lartdebouiner.over-blog.fr/
blablabla...j'arrête là non sans vous avoir félicité sur ce nouveau blog ...et vous encourager à envahir la blogosphère de vos cradologies créatives et déroutantes
longue vie au bouineur du cru

Posté par Benjaminette, mercredi 28 mai 2008 | [Recommander] Recommander | Répondre

je connais le terme bouiner je suis du calvados, bienvenue à ton blog...à bientôt

Posté par gédane, jeudi 29 mai 2008 | [Recommander] Recommander | Répondre

je bouine au jardin (maine et loire/sarthe/deux-sevres)

Exemple: nous avons un gouvernement de bouineurs
Bouineur du Cru
bricolage, montage, sculpture, création d'objet d'après recherche d'ordre verbale, détournement d'objet.
nous avons un gouvernement de b sur Origine du néologisme " Bouineur"
je bouine au jardin (maine et sur Origine du néologisme " Bouineur"
Je me demandais pourquoi j'employais toujours le sur Enfin , le Bouineur s'attele à son blog

j'ai trouvé cela si cela peut servir à quelqu'un.