BR112014025576B1

BR112014025576B1 - Método e uma ferramenta de montagem de uma plataforma distribuidora

Info

Publication number: BR112014025576B1
Application number: BR112014025576-8A
Authority: BR
Inventors: Romain René Marcel Chardonnet; Patrick Gilbert Petit; Alain Martinez
Original assignee: Snecma
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2021-08-17
Also published as: FR2989414B1; EP2839116A1; US20150052750A1; CN104220704B; WO2013156715A1; CA2870169C; CA2870169A1; RU2633312C2; EP2839116B1; CN104220704A; BR112014025576A2; US9605563B2; FR2989414A1; RU2014145861A

Abstract

método e uma ferramenta de montagem de uma plataforma distribuidora. a invenção refere-se a um método e uma ferramenta para montar uma plataforma distribuidora (1) que compreende uma virola interna (6) e uma virola externa que são coaxiais e conectadas por pás radiais (8), em que o método envolve uma etapa de manter placas (19) pressionadas contra a superfície externa da virola interna (6) de modo que as placas (19) de maneira impermeável cubram pelo menos parcialmente as folgas (15) formadas entre aberturas (10) na virola interna (6) e as pás (8), e uma etapa de aplicar uma resina de vedação (11) na superfície interna (12) da virola interna (6) de modo que esse vedante (11) preencha as folgas (15) e de modo que as extremidades radialmente internas das pás (8) sejam submersas no vedante (11).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um método e uma ferramenta de montagem de uma plataforma distribuidora, em particular, para um compressor de baixa pressão de turbomáquina.

[0002] Em um compressor de turbomáquina, uma plataforma distribuidora comporta duas virolas coaxiais que se estendem uma no interior da outra e ligadas por pás sensivelmente radiais que são fixadas por suas extremidades radiais às virolas.

[0003] A virola externa da plataforma distribuidora comporta orifícios radiais nos quais são engatados e fixados, em geral, por soldagem, nas extremidades radialmente externas das pás. A virola interna comporta orifícios radiais nos quais são engatados com folga as extremidades radialmente internas das pás, sendo que essas folgas são da ordem de 2 a 3 mm, aproximadamente.

[0004] Na técnica atual, as extremidades internas das pás são ligadas à virola interna por meio de uma resina polimerizável de vedação que é aplicada na superfície interna da virola interna e que, após endurecimento, garante a fixação das pás na virola interna. A resina forma um bloco anular no interior da virola interna, na qual são submersas as extremidades radialmente internas das pás e cuja periferia interna define uma pista abrasível destinada a cooperar com rebordos anulares de um rotor para formar uma junta de vedação do tipo labirinto.

[0005] Antes de aplicar a resina na virola interna, injeta-se essa resina nas folgas precitadas entre as pás e as bordas dos orifícios da virola interna, por todo o contorno de cada uma das pás. Isso permite preencher as folgas antecipadamente e evitar que uma parte da resina passe em seguida através dessas folgas no momento de sua aplicação na virola interna (para evitar o desperdício de resina e limitar o tempo de limpeza da plataforma distribuidora destinada a suprimir os eventuais escoamentos da resina).

[0006] A injeção de resina nas folgas é realizada por meio de uma seringa preenchida por um operador, sendo que essa etapa de injeção é longa e dispendiosa (aproximadamente 8 horas para uma plataforma distribuidora), delicada, confusa e difícil de ser reproduzida. Para limitar os escoamentos da resina no momento de sua aplicação, pode-se armazenar a mesma em um refrigerador antes sua aplicação a fim de aumentar sua viscosidade. Todavia, embora isso facilite a implantação da resina, isso desencadeia uma gestão complexa de lotes de resina.

[0007] A presente invenção apresenta uma solução simples, eficaz e econômica para esse problema.

[0008] A mesma propõe, para esse fim, um método de montagem de uma plataforma distribuidora que comporta uma virola interna e uma virola externa coaxiais, ligadas por pás sensivelmente radiais, caracterizado pelo fato de que comporta as etapas que consistem em: (a) engatar as extremidades radialmente externas das pás em orifícios da virola externa e engatar com folga as extremidades radialmente internas das ditas pás em orifícios da virola interna, (b) fixar as extremidades externas das pás na virola externa, por exemplo, por soldagem; (c) manter placas pressionadas na superfície externa da virola interna, de modo que as placas cubram de modo impermeável e pelo menos parcialmente as folgas formadas entre as aberturas da virola interna e as pás, sendo que as placas são posicionadas circunferencialmente entre as pás, (d) aplicar uma resina de vedação na superfície interna da virola interna, de modo que a resina preencha as folgas precitadas e que as extremidades radialmente internas das pás sejam submersas na resina.

[0009] Dessa maneira, no momento de sua aplicação na superfície interna da virola interna, a resina vem a preencher as folgas formadas entre as aberturas da virola interna e as pás sem transbordar na superfície externa da virola interna, devido à presença das placas que vêm a fechar de maneira impermeável essas folgas.

[0010] A invenção permite suprimir a etapa da técnica anterior, que consiste em injetar a resina por meio de uma seringa nas folgas precitadas, antes de aplicar a resina de vedação na superfície interna dessa virola. Essa etapa de injeção, que é delicada e difícil de implantar, é substituída por uma etapa mais simples e muito menos longa de colocar em posição e de manter as placas pressionadas na superfície externa da virola interna.

[0011] De preferência, a resina de vedação é à base de silicone, por exemplo, de tipo RTV (Vulcanização em Temperatura Ambiente - Room Temperature Vulcanisation).

[0012] De acordo com uma característica da invenção, no momento da etapa (c), dispõe-se de ferramentas circunferencialmente entre as pás, em que cada ferramenta comporta uma placa interna pressionada contra a superfície externa da virola interna e um membro de apoio externo, tal como, por exemplo, uma placa externa, pressionada contra a superfície interna da virola externa, sendo que meios elásticos são dispostos entre a placa interna e o membro de apoio externo, de modo a forçar a placa interna pressionada na virola interna.

[0013] Vantajosamente, cada ferramenta pode ocupar uma posição de introdução na qual a placa interna e o membro de apoio externo são aproximados um do outro, com encontro de meios elásticos, e uma posição de montagem na qual a placa interna e o membro de apoio externo são afastados um do outro com a ajuda de meios elásticos, de modo a forçar a placa interna pressionada contra a virola interna.

[0014] Cada placa interna pode comportar igualmente duas bordas laterais que correspondem às formas de superfícies de intradorso e de extradorso de duas pás adjacentes correspondentes.

[0015] Além disso, cada placa interna pode comportar pelo menos um batente de posicionamento pressionado contra uma borda de fuga ou uma borda de ataque de uma das pás adjacentes correspondentes.

[0016] Essa característica facilita e garante o bom posicionamento das placas em relação às pás.

[0017] A invenção se refere igualmente a uma ferramenta destinada à montagem de uma plataforma distribuidora de turbomáquina, que comporta uma placa de apoio interna e um membro de apoio externo, tal como, por exemplo, uma placa de apoio externa, ligados por pelo menos um espaçador com comprimento regulável entre uma posição de introdução na qual a placa interna e o membro de apoio externo são aproximados um do outro e uma posição de montagem na qual a placa interna e o membro de apoio externo são afastados um do outro, em que os meios elásticos tendem a destacar a placa interna e o membro de apoio externo em posição de montagem.

[0018] De preferência, a placa interna é revestida por uma camada de material deformável, por exemplo, em espuma de silicone, de modo a evitar qualquer degradação da virola interna contra a qual a mesma é destinada a ser pressionada.

[0019] O espaçador pode comportar duas partes tubulares montadas deslizantes entre si, em que uma das ditas partes comporta um pino montado de modo deslocável em uma abertura da outra das ditas partes, em que a dita abertura comporta uma zona de deslizamento livre do pino que se estende no eixo de deslizamento, prolongado por pelo menos uma zona de bloqueio do pino que se estende perpendicularmente à zona de deslizamento.

[0020] Assim, anteriormente à montagem da ferramenta entre as virolas interna e externa da plataforma distribuidora, o espaçador é retraído e o pino é alojado na zona de bloqueio de modo a impedir o deslizamento de uma parte em relação à outra. Após a montagem da ferramenta, o pino é extraído da zona de bloqueio e disposto na zona de deslizamento em que as duas partes podem deslizar livremente sob a ação dos meios elásticos que tendem a plaquear a placa interna na superfície externa da virola interna e o membro de apoio externo na superfície interna da virola externa.

[0021] O membro de apoio externo pode igualmente se apresentar na forma de uma placa externa revestida por uma camada de material deformável, por exemplo, em espuma de silicone, de modo a evitar qualquer degradação da virola externa contra a qual a placa externa é destinada a se pressionar.

[0022] A invenção será mais bem compreendida e outros detalhes, características e vantagens da invenção surgirão com a leitura da descrição a seguir, feita a título de exemplo não limitante em referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0023] - a Figura 1 é uma semivista esquemática parcial em corte axial de um compressor de turbomáquina, que comporta uma plataforma distribuidora;

[0024] - a Figura 2 é uma vista esquemática parcial em perspectiva da virola interna e de pás da plataforma distribuidora da Figura 1;

[0025] - a Figura 3 é uma vista esquemática parcial em perspectiva da virola interna e de pás de uma plataforma distribuidora da técnica anterior, e ilustra uma etapa de fabricação dessa plataforma;

[0026] - a Figura 4 é uma vista esquemática parcial em corte axial da virola interna e de pás da plataforma distribuidora da Figura 3, uma vez que sua fabricação tenha sido terminada;

[0027] - a Figura 5 é uma vista em perspectiva que ilustra a ferramenta de acordo com a invenção montada entre as virolas interna e externa da plataforma distribuidora;

[0028] - a Figura 6 é uma vista esquemática da ferramenta de acordo com a invenção;

[0029] - a Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma parte dessa ferramenta;

[0030] - a Figura 8 é uma vista esquemática parcial em corte axial de uma parte da plataforma distribuidora na qual são montadas ferramentas conforme a invenção.

[0031] Refere-se inicialmente à Figura 1, que representa um compressor de baixa pressão de uma turbomáquina, tal como um turborreator ou um turbopropulsor de avião, que compreende plataformas distribuidoras 1, entre as quais são montadas rodas de pás 2.

[0032] Cada roda de pás 2 compreende um disco 3 que tem em sua periferia uma fileira anular de pás 4 sensivelmente radiais circundadas por um cárter 5 do compressor.

[0033] Cada plataforma distribuidora 1 compreende duas virolas, respectivamente, interna e externa 6, 7, entre as quais se estende uma fileira anular de pás 8 sensivelmente radiais, sendo que a virola externa 7 é fixada no cárter 5 por meios do tipo parafuso-porca 9.

[0034] As extremidades radialmente externas das pás são soldadas à virola externa 7. As extremidades radialmente internas das pás são engatadas com folga em orifícios 10 da virola interna 6 (Figura 2) e são tornadas solidárias dessa virola interna 6 por aplicação de uma resina polimerizável de vedação 11 na superfície radialmente interna 12 (Figura 4) da virola interna 6, na qual são submersas as extremidades radialmente internas das pás 8.

[0035] Um primário de adesão pode ser aplicado na superfície interna 12 da virola interna 6 antes da aplicação da resina de vedação 11.

[0036] Após o endurecimento, a resina de vedação 11 forma um bloco anular no interior da virola interna 6, em que a periferia interna desse bloco define uma pista abrasível 13 destinada a cooperar com um rebordo 14 anular portado pelo disco de uma roda de pás 2, para formar uma junta de vedação do tipo labirinto (Figura 1).

[0037] Na técnica atual, a etapa de aplicação da resina de vedação é precedida por uma etapa de injeção da resina nas folgas 15 precitadas, sendo que essa etapa é esquematicamente representada nas Figuras 3 e 4.

[0038] A injeção da resina 16 é realizada por meio de uma seringa 17 que é preenchida e manipulada por um operador. A resina 16 é injetada nas folgas 15, por todo o contorno das pás 8, de modo a preencher essas folgas 15 e impedir em seguida à passagem da resina 11 através dessas folgas 15 no momento de sua aplicação na superfície interna 12 da virola interna 6.

[0039] Todavia, como explicado anteriormente, essa etapa de injeção apresenta inúmeros inconvenientes.

[0040] A fim de remediá-los, a invenção propõe utilizar ferramentas 18 cuja estrutura será agora descrita em referência às Figuras 5 a 8.

[0041] Cada ferramenta 18 comporta uma placa de apoio interna 19 e uma placa de apoio externa 20 ligadas por dois espaçadores telescópicos 21a, 21b que comporta, cada um, duas partes móveis tubulares 22, 23 montadas de modo deslizante entre si, entre uma posição de introdução na qual as placas interna e externa 19, 20 são aproximadas uma da outra e uma posição de montagem na qual as placas interna e externa 19, 20 são afastadas uma da outra, em que os meios elásticos 24 tendem a afastar as duas placas 19, 20 em posição de montagem.

[0042] As partes tubulares 23, 22 são fixadas, por exemplo, com a ajuda de parafusos não representados, nas placas interna e externa 19, 20.

[0043] Cada placa 19, 20 pode ser revestida em toda ou parte de uma camada 25 de material deformável, por exemplo, em espuma de silicone. Pode-se, por exemplo, utilizar uma espuma conhecido pela marca COHRIastic F-12 da empresa Saint-Gobain Performance Plastics SA.

[0044] A camada 25 de material deformável tem espessura compreendida, por exemplo, entre 4 e 6 mm.

[0045] A placa interna 19 comporta duas bordas laterais 26, 27 cujas formas são destinadas a corresponder àquelas das superfícies de intradorso e de extradorso 28, 29 das duas pás adjacentes 8.

[0046] Cada borda lateral 26, 27 comporta, além disso, uma zona 30 em projeção no plano da placa, destinada a ser pressionada contra uma borda de fuga 31 ou uma borda de ataque da lâmina correspondente 8, de modo a formar um batente de posicionamento da ferramenta 18.

[0047] A parte tubular interna 22 de um 21 a mais espaçadores 21a, 21b comporta um pino formado, por exemplo, por um parafuso 32, montado em uma abertura 33 da parte tubular externa 23. Essa abertura 33 comporta uma zona 34 de deslizamento livre do pino 32 que se estende no eixo de deslizamento, isto é, no eixo das partes tubulares 22, 23, prolongado em sua extremidade próxima da placa interna 19 por pelo menos uma zona de bloqueio 35 que se estende perpendicularmente à zona de deslizamento 34, seja de um único lado da zona de deslizamento 34, seja de cada lado dessa zona 34, como representado na Figura 5.

[0048] A parte tubular externa 23 que comporta a abertura 33 é montada pivotante ao redor da parte tubular interna 22 que comporta o pino 32.

[0049] Essas duas partes tubulares 22, 23, o pino 32 e a abertura 33 formam, assim, um sistema de tipo baioneta que permite bloquear o espaçador 21a em sua posição de introdução ou posição retraída (quando o pino 32 é engatado na zona 35 da abertura 33), na qual as duas placas 19, 20 são aproximadas uma da outra ao encontro da força elástica de meios elásticos 24, ou, ao contrário, permitir o afastamento das duas placas 19, 20 (quando o pino 32 é engatado na zona 34 da abertura 33).

[0050] Agora será descrito o método de montagem de uma plataforma distribuidora 1, setorizado ou não, de acordo com a invenção.

[0051] Como indicado anteriormente, a plataforma distribuidora 1 comporta uma virola interna 6 e uma virola externa 7 coaxiais, ligadas por pás 8 sensivelmente radiais.

[0052] O método de acordo com a invenção consiste inicialmente em engatar as extremidades radialmente externas das pás 8 em orifícios da virola externa 7 e em engatar com uma folga 15 as extremidades radialmente internas das ditas pás 8 em orifícios 10 da virola interna 6.

[0053] As extremidades externas das pás 8 são então soldadas à virola externa 7.

[0054] Engata-se em seguida as ferramentas 18 entre as virolas interna e externa 6, 7, e circunferencialmente entre as pás 8. No momento dessa fase de engate, os pinos 32 são engatados nas zonas de bloqueio 35 de aberturas 33, de modo que os espaçadores 21a, 21b sejam mantidos em posição de introdução.

[0055] No momento dessa fase de engate igualmente, posiciona-se as placas internas 19 de ferramentas, de modo que os batentes 30 sejam pressionados contra as bordas de ataque 31 ou as bordas de fuga das pás 8.

[0056] O operador gira em seguida as partes tubulares externas 23 dos espaçadores 21a relacionados, de modo que os pinos 32 se engatem nas zonas de deslizamento 34 das aberturas 33. Os meios elásticos 24 trazem então os espaçadores 21a, 21b para sua posição de montagem (ou posição estirada) de modo a aplicar as placas internas e externas 19, 20, respectivamente, contra a superfície externa da virola interna 6 e contra a superfície interna da virola externa 7. Sob o efeito do esforço de aproximação, as camadas 25 de espuma em silicone tendem a se deformar ligeiramente, notadamente de maneira que as bordas laterais 26, 27 das placas internas 19 correspondam de modo impermeável as superfícies de intradorso e de extradorso 28, 29 das pás correspondentes 8.

[0057] Ao contrário, as bordas laterais da placa externa 20 são afastadas das superfícies de intradorso 28 e de extradorso 29 das pás 8, como é mais bem visto na Figura 5.

[0058] Os esforços gerados pelos meios elásticos 24 são, por exemplo, compreendidos entre 2,5 e 3 kg por espaçador.

[0059] Neste instante, as placas internas 19 cobrem integralmente (ou quase integralmente) e de modo impermeável as folgas 15 formadas entre as aberturas 10 da virola interna 6 e as pás 8.

[0060] Uma camada de resina polimerizável de vedação 11 é em seguida aplicada na superfície radialmente interna da virola interna (Figura 8). A resina penetra nas folgas 15 precitadas, sendo que as extremidades radialmente internas das pás 8 são igualmente submersas na resina 11.

[0061] Devido à presença das placas internas 19 e das camadas 25, a resina não escoa ou quase não escoa para além das folgas 15, na superfície externa da virola interna 6.

[0062] A resina 11 é em seguida colocada durante duas horas em uma temperatura de 120 °C, em uma estufa.

[0063] Após o endurecimento, a resina de vedação 11 forma um bloco anular no interior da virola interna 6, em que a periferia interna 13 desse bloco define uma pista abrasível destinada a cooperar com um rebordo anular 14 portado pelo disco 3 de uma plataforma de pás móveis 2, para formar uma junta de vedação do tipo labirinto.

[0064] As placas internas e externas 19, 20 das ferramentas 18 são em seguida novamente aproximadas umas das outras, então os pinos 32 são dispostos nas zonas de bloqueio 35 das aberturas 33, por rotação das partes tubulares externas relacionadas 23. As ferramentas 18 podem então ser extraídas da plataforma distribuidora 1.

[0065] O tempo de implantação e de retração de uma ferramenta 18 pode ser estimado entre 10 e 20 segundos.

Claims

1. Método de montagem de uma plataforma distribuidora (1) que comporta uma virola interna (6) e uma virola externa (7) coaxiais, ligadas por pás (8) sensivelmente radiais, caracterizado pelo fato de que comporta as etapas que consistem em: (a) engatar as extremidades radialmente externas das pás (8) em orifícios da virola externa (7) e engatar com folga (15) as extremidades radialmente internas das ditas pás (8) em orifícios (10) da virola interna (6), (b) fixar as extremidades externas das pás (8) na virola externa (7), por exemplo, por soldagem, (c) manter placas (19) em apoio na superfície externa da virola interna (6), de modo que as placas (19) cubram de modo impermeável e pelo menos parcialmente as folgas (15) formadas entre as aberturas (10) da virola interna (6) e as pás (8), sendo que as placas (19) são posicionadas circunferencialmente entre as pás (8), (d) aplicar uma resina de vedação (11) na superfície interna (12) da virola interna (6), de modo que a resina (11) preencha as folgas (15) e que as extremidades radialmente internas das pás (8) sejam submersas na resina (11).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a resina de vedação (11) é à base de silicone, por exemplo, de tipo RTV.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, no momento da etapa (c), dispõem-se ferramentas (18) circunferencialmente entre as pás (8), em que cada ferramenta (18) comporta uma placa interna (19) em apoio sobre a superfície externa da virola interna (6) e um membro de apoio externo, tal como, por exemplo, uma placa externa (20), em apoio sobre a superfície interna da virola externa (7), sendo que meios elásticos (24) são dispostos entre a placa interna (19) e o membro de apoio externo (20), de modo a forçar a placa interna (19) em apoio sobre a virola interna (6).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que cada ferramenta (18) pode ocupar uma posição de introdução na qual a placa interna (19) e o membro de apoio externo (20) são aproximados um do outro, ao encontro dos meios elásticos (24), e uma posição de montagem na qual a placa interna (19) e o membro de apoio externo (20) são afastados um do outro com a ajuda dos meios elásticos (24), de modo a forçar a placa interna (19) em apoio sobre a virola interna (6).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que cada placa interna (19) comporta duas bordas laterais (26, 27) que correspondem às formas das superfícies de intradorso (28) e de extradorso (29) das duas pás adjacentes (8) correspondentes.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que cada placa interna (19) comporta pelo menos um batente de posicionamento (30) em apoio sobre uma borda de fuga (31) ou uma borda de ataque de uma das pás adjacentes (8) correspondentes.

7. Ferramenta (18) caracterizada pelo fato de que é destinada à montagem de uma plataforma distribuidora (1) de turbomáquina, que comporta uma placa de apoio interna (19) e um membro de apoio externo, tal como, por exemplo, uma placa de apoio externa (20), ligados por pelo menos um espaçador (21a, 21b) com comprimento regulável entre uma posição de introdução na qual a placa interna (19) e o membro de apoio externo (20) são aproximados um do outro e uma posição de montagem na qual a placa interna (19) e o membro de apoio externo (20) são afastados um do outro, em que meios elásticos (24) tendem a afastar a placa interna (19) e o membro de apoio externo (20) em posição de montagem.

8. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a placa interna (19) é revestida com uma camada (25) de material deformável, por exemplo, em espuma de silicone.

9. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que o espaçador (21a, 21b) comporta duas partes tubulares (22, 23) montadas de modo deslizante entre si, em que uma (22) das ditas partes comporta um pino (32) montado de modo deslocável em uma abertura (33) da outra (23) das ditas partes, em que a dita abertura (33) comporta uma zona (34) de deslizamento livre do pino (32) que se estende no eixo de deslizamento, prolongada por pelo menos uma zona (35) de bloqueio do pino (32) que se estende perpendicularmente à zona (34) de deslizamento.

10. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizada pelo fato de que o membro de apoio externo se apresenta na forma de uma placa externa (20) revestida por uma camada (25) de material deformável, por exemplo, em espuma de silicone.