BR112014030010B1

BR112014030010B1 - Turbomáquina

Info

Publication number: BR112014030010B1
Application number: BR112014030010-0A
Authority: BR
Inventors: Nicolas Fillaud
Original assignee: Snecma
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2021-11-09
Also published as: US20150139794A1; CA2874940A1; RU2014153633A; EP2855860A1; CN104428495B; CA2874940C; FR2991385B1; US9494051B2; CN104428495A; RU2641807C2; EP2855860B1; FR2991385A1; WO2014016480A1; BR112014030010A2

Abstract

turbomáquina. a invenção refere-se a uma contraplaca (1) para uma turbomáquina, caracterizada em que: - a contraplaca (1) compreende uma primeira superfície (4) externa e uma segunda superfície (5) externa, sensivelmente paralelas; - a primeira superfície (4) externa da contraplaca (1) cria um anel contínuo, ou um segmento de anel contínuo, e compreende uma primeira série (6) de orifícios para a passagem de meios (8) de fixação; - a segunda superfície (5) externa da contraplaca (1) compreende uma pluralidade de superfícies (5(1) 5(2), 5(3)...) de suporte de cabeças (9) de meios de fixação, as superfícies (5(1) 5(2), 5(3)...) de suporte compreendendo uma segunda série (7) de orifícios, dispostos de frente para a primeira a série (6) de orifícios, para a passagem dos meios (8) de fixação através dos orifícios (6, 7) da contraplaca (1).

Description

Campo da Invenção

[001] A invenção refere-se a uma contraplaca, destinada a ser disposta entre os flanges em uma turbomáquina.

[002] A invenção refere-se igualmente a uma turbomáquina compreendendo tal contraplaca.

Apresentação da Técnica Anterior

[003] Em uma turbomáquina (confere Figura 1), algumas peças comportam um flange 110, que é fixado sobre um flange 111 de fixação, em geral por intermédio de parafusos 108. Estes dois flanges são geralmente anulares, ou realizam um segmento anular.

[004] Trata-se, por exemplo, do flange 110 de um cárter 112, fixado sobre um flange 111 de fixação.

[005] O flange e o flange de fixação compreendem, cada, uma pluralidade de orifícios, situados frente a frente, para permitir a passagem de meios de fixação, como, por exemplo, parafusos de fixação.

[006] O flange de fixação é, às vezes, recortado curvado. Ele serve, em alguns casos, para suportar equipamentos necessários para o funcionamento da turbomáquina. Suportes de equipamento são assim regularmente aparafusados sobre os orifícios praticados no flange de fixação.

[007] Em operação, solicitações mecânicas existem entre o flange e o flange de fixação, notadamente devido às vibrações da peça portando o flange.

[008] Assim, degradações são observadas devido a martelagem da superfície interna dos orifícios, em particular dos orifícios do flange. Isto resulta notadamente do aperto dos parafusos de fixação.

[009] O próprio flange sofre, ele mesmo, esforços que podem danificá-lo.

[0010] As soluções que visam remediar estes problemas incluem, por exemplo, o aumento do número de parafusos, a fim de aumentar o número de zonas de aperto. Outras soluções requerem a adição de arruelas.

[0011] A face do flange, em contato com o flange de fixação, sofre, por outro lado, um fenômeno de corrosão galvânica. Isto pode notadamente ser o caso quando o flange de fixação é constituído por alumínio, e que a peça portando o flange é de material compósito.

[0012] Do mesmo modo, a interface situada entre os parafusos permitindo fixar o flange ao flange de fixação e ao referido flange é igualmente o local de um fenômeno de corrosão galvânica.

[0013] Conhece-se o combate contra a corrosão galvânica intercalando camadas de vidro coladas.

[0014] Nas soluções existentes atualmente, a adição de numerosas peças relacionadas é portanto necessária para remediar os diversos problemas acima citados.

[0015] Ora, isto é prejudicial, dado que a multiplicação do número de peças acarreta a multiplicação das operações de fabricação, que são às vezes complexas. Além disso, a adição de novas peças complica as operações de montagem da turbomáquina, como, por exemplo, das arruelas, que não são mantidas em posição quando os parafusos de fixação do flange ao flange de fixação são retirados.

[0016] A invenção visa propor uma solução simples e eficaz aos problemas acima citados.

Apresentação da Invenção

[0017] Para esse efeito, a invenção propõe uma turbomáquina compreendendo um flange, um flange de fixação sobre o qual o flange é fixado, caracterizado em que a turbomáquina compreende uma contraplaca, a contraplaca compreendendo uma primeira superfície externa e uma segunda superfície externa, sensivelmente paralelas, a primeira superfície externa da contraplaca criando um anel contínuo, ou um segmento de anel contínuo, e compreendendo uma primeira série de orifícios para a passagem de meios de fixação, a segunda superfície externa da contraplaca compreendendo uma pluralidade de superfícies de suporte de cabeças de meios de fixação, as superfícies de suporte compreendendo uma segunda série de orifícios, dispostos de frente para a primeira série de orifícios, para a passagem dos meios de fixação através dos orifícios da contraplaca, a primeira superfície externa da contraplaca sendo constituída por um material permitindo impedir a corrosão galvânica susceptível de ocorrer entre o flange e o flange de fixação, e a primeira superfície externa separando o flange e o flange de fixação.

[0018] A invenção é completada com vantagem pelas características seguintes, tomadas sozinhas ou em qualquer uma de suas combinações tecnicamente possíveis: - a segunda superfície externa da contraplaca é constituída de um material permitindo impedir a corrosão galvânica susceptível de ocorrer entre os meios de fixação e o flange; - a segunda superfície externa é uma superfície contínua; - a segunda superfície externa é uma superfície descontínua; - a segunda superfície externa é uma superfície recortada curvada, cujos recortes curvados são as superfícies de suporte de cabeças de meios de fixação; - a primeira e as segundas superfícies externas são espaçadas de modo que a contraplaca encerre o flange; - o flange é fixado ao flange de fixação por intermédio de meios de fixação atravessando os orifícios da primeira e das segunda superfícies externas da contraplaca.

[0019] A invenção permite resolver ao mesmo tempo o problema de martelagem e os problemas de corrosão galvânica, por intermédio de uma única peça.

[0020] Além disso, a invenção simplifica as operações de montagem/desmontagem.

Apresentação das Figuras

[0021] Outras características e vantagens da invenção aparecerão ainda da descrição seguinte, que é apenas ilustrativa e não limitativa, e deve ser lida com os desenhos em anexo, nos quais: a Figura 1, já comentada, representa uma turbomáquina compreendendo uma peça e um flange de fixação, da arte anterior; a Figura 2 é uma representação de uma modalidade de uma contraplaca de acordo com a invenção; a Figura 3 é uma representação em corte de uma seção de uma contraplaca, de acordo com uma modalidade da invenção; a Figura 4 representa uma turbomáquina compreendendo uma contraplaca intercalada entre uma peça e um flange de fixação de uma turbomáquina, de acordo com uma modalidade da invenção; a Figura 5 é uma vista em corte da Figura 4; a Figura 6 é uma representação de outra modalidade de uma contraplaca de acordo com a invenção.

Descrição Detalhada

[0022] A Figura 2 é uma representação de uma modalidade de uma contraplaca 1 de acordo com a invenção.

[0023] Como ilustrado em Figuras 4 e 5, esta contraplaca é destinada a ser disposta entre flanges 10, 11 em uma turbomáquina.

[0024] O flange 10 é o flange de uma peça 12, o referido flange 10 destinado a ser fixado em um flange 11 de fixação. A peça 12 é, por exemplo, mas não limitativamente, um cárter da turbomáquina.

[0025] Os flanges são em geral peças de fixação anulares ou de revolução.

[0026] A contraplaca 1 compreende uma primeira superfície 4 externa e uma segunda superfície 5 externa.

[0027] Estas superfícies 4, 5 são ligadas de modo a formar uma seção na forma de U. Entende-se por forma de U o fato de que as superfícies 4, 5 ugjco ugpukxgnogpVg rctclglcu *fq oqfq fg fwcu dcttcu xgttkecku fg wo “U”+, e unidas por uma superfície de junção 13 (do modo da barra horizontal de um “U”+o

[0028] Assim, a seção da contraplaca não é necessariamente estritamente idêntica a um U, na medida em que as seções em corte das superfícies 4, 5 podem apresentar comprimentos diferentes.

[0029] Em uma modalidade, aumenta-se a superfície de contato entre a primeira superfície 4 externa e o flange 10. Isto pode ser notadamente realizado dispondo uma garra 41 de contato na extremidade da primeira superfície externa da contraplaca, que se apoia contra o flange 10 (confere Figura 3). Esta garra 41 apresenta, em geral, uma extremidade encurvada. Isto permite um reforço mecânico do flange 10 frente aos esforços sofridos.

[0030] A primeira superfície 4 externa da contraplaca 1 cria um anel contínuo, ou um segmento de anel contínuo. Esta primeira superfície 4 externa compreende uma primeira série 6 de orifícios para a passagem de meios 8 de fixação. Estes orifícios não são necessariamente espaçados de modo regular, e podem, por outro lado, apresentar dimensões e/ou formas diferentes entre si. Os meios 8 de fixação são, por exemplo, mas não limitativamente, parafusos ou rebites.

[0031] A segunda superfície 5 externa da contraplaca 1 compreende uma pluralidade de superfícies 51, 52, 53... de suporte de cabeças 9 de meios de fixação.

[0032] As superfícies 51, 52, 53... de suporte compreendem uma segunda série7 de orifícios, dispostos de frente para a primeira série 6 de orifícios, para a passagem de meios 8 de fixação através da contraplaca 1.

[0033] Estas superfícies de suporte são configuradas para suportar as cabeças 9 dos meios 8 de fixação destinadas a atravessar os orifícios 6, 7 da contraplaca.

[0034] A segunda superfície 5 externa pode ser contínua, como ilustrado na figura 6. Neste caso, as diferentes superfícies 51, 52, 53È" fg suporte são unidas. A segunda superfície 5 externa descreve então um anel ou um segmento de anel contínuo.

[0035] Alternativamente, a segunda superfície 5 externa é uma superfície descontínua. Neste caso, as diferentes superfícies 51, 52, 53È" fg suporte não são unidas, e são espaçadas umas das outras. Esta configuração permite um ganho de massa por redução do material utilizado.

[0036] Uma solução mista, compreendendo porções contínuas da segunda superfície 5 externa, e porções descontínuas, é igualmente possível.

[0037] Em uma modalidade, a segunda superfície 5 externa é uma superfície recortada curvada (confere Figuras 2 e 4), cujos recortes curvados são as superfícies (5i, 52, 53...+ fg uwrqrtg fg ecdg>cu fg ogkqu fg fízc>«qo C forma das superfícies de suporte pode variar: pode tratar-se de cortes retangulares, quadrados, triangulares, ou qualquer outra forma geométrica adaptada ao suporte das cabeças de meios de fixação.

[0038] As superfícies de suporte podem apresentar geometrias e/ou dimensões diferentes entre as mesmas.

[0039] Como já mencionado, um problema encontrado na fixação do flange é o fenômeno de corrosão galvânica.

[0040] A corrosão galvânica é observada se as três condições seguintes são simultaneamente atendidas: - dois metais de natureza diferente (ou um metal e um material mais nobre ou mais condutor, como o carbono). Eles formam os eletrodos do sistema: o mais nobre é o cátodo, e é o sítio das reações de redução; o menos nobre é o anodo, e é o sítio de oxidação. A diferença de potencial, de pelo menos i00 mV, é a origem das reações de óxido-redução. - um eletrólito em contato com as duas fases. A sua presença assegura o transporte das espécies iônicas e, portanto, da corrente no meio líquido. - um contato elétrico entre os dois materiais. Esta continuidade elétrica assegura o transporte dos elétrons entre as duas fases.

[0041] Em uma modalidade, pelo menos a primeira superfície 4 externa é constituída por um material que não gera corrosão galvânica. Em particular, o material da primeira superfície 4 externa é escolhido para impedir a corrosão galvânica susceptível de ocorrer entre o flange 10 e o flange 11 de fixação.

[0042] Trata-se, por exemplo, mas de modo não limitativo, do material TA6V, ou de uma liga de titânio. Este material é isolado por um filme neutro (camada de passivação), criado naturalmente em superfície, por contato com o ar, que para a corrosão galvânica. Outros materiais são possíveis, como, por exemplo, camadas de vidro.

[0043] Em geral, o flange 11 de fixação é de metal, como, por exemplo, alumínio, e o flange 10 é de carbono ou fibras de carbono.

[0044] Outros exemplos de materiais para a primeira 4 superfície externa incluem: - elementos não condutores como materiais plásticos ou compósitos de fibra de vidro; - q VkVâpkq. cniwpu ocVgtkcku “Kpeqpgl”, cu Ikicu PkEtOq qw c>qu inoxidáveis. Estes materiais têm uma pequena diferença de potencial com o carbono.

[0045] De acordo com um aspecto possível, uma anodização é realizada. Em particular, se a primeira superfície for de titânio, e que o flange de fixação é de alumínio, o titânio é anodizado. Isto permite reforçar o isolamento dos elementos do ponto de vista da corrosão galvânica.

[0046] No caso do par carbono/alumínio, o alumínio é anodizado (abrasão do carbono frente ao alumínio).

[0047] Em uma modalidade, a segunda superfície 5 externa da contraplaca é constituída por um material permitindo impedir a corrosão galvânica susceptível de ocorrer entre os meios 8 de fixação e o flange 10. Materiais idênticos aos descritos para a primeira 4 superfície externa podem ser utilizados.

[0048] As Figuras 4 e 5 representam uma turbomáquina compreendendo: - um flange 10 de uma peça 12, e - um flange 11 de fixação, sobre a qual o flange 10 é fixado.

[0049] O flange 11 de fixação serve em alguns casos para suportar equipamentos necessários ao funcionamento da turbomáquina. Suportes de equipamento são, assim, regularmente aparafusados sobre os orifícios praticados no flange 11 de fixação.

[0050] A turbomáquina compreende a contraplaca 1, como descrito previamente, disposta entre o flange 10 e o flange 11 de fixação. A contraplaca 1 é intercalada entre o flange 10 e o flange 11 de fixação.

[0051] Em particular, a primeira 4 superfície externa recobre a superfície do flange 10 em contato com o flange 11 de fixação. Assim, o flange 10 não está mais em contato direto com o flange 11 de fixação.

[0052] A primeira superfície 4 externa separa o flange 10 do flange 11 de fixação.

[0053] Por outro lado, os meios 8 de fixação ligam o flange 10 com o flange 11 de fixação, e atravessam os orifícios 6, 7 da primeira superfície 4 externa e da segunda superfície 5 externa.

[0054] Em uma modalidade, a primeira e a segunda superfícies 4, 5 externas são espaçadas de modo que a contraplaca 1 encerre o flange 10. Em particular, as superfícies externas 4, 5 da contraplaca 1 encerram o flange 10.

[0055] Isto permite manter a contraplaca 1 em posição mesmo se os meios 8 de fixação forem retirados ou estiverem ausentes.

[0056] Por um lado, a contraplaca 1 permite uma separação entre o flange 10 e o flange 11 de fixação.

[0057] Como mencionado previamente, a primeira superfície 4 externa da contraplaca é constituída por um material permitindo impedir a corrosão galvânica susceptível de ocorrer entre o flange 10 e o flange 11 de fixação.

[0058] De acordo com um aspecto, a segunda superfície 5 externa da contraplaca é constituída por um material permitindo impedir a corrosão galvânica susceptível de ocorrer entre os meios 8 de fixação e o flange 10. Em particular, a segunda superfície 5 separa as cabeças 9 dos meios 8 de fixação do flange 10.

[0059] Por uma escolha apropriada do material da primeira 4 superfície externa e da segunda superfície 5 externa, os problemas de corrosão galvânica são suprimidos.

[0060] Além disso, contraplaca 1 permite evitar o problema da martelagem dos orifícios 7 do flange 10, graças às superfícies 51, 52.È"fg suporte de cabeças de meios de fixação. Os atritos entre os meios de fixação e as superfícies dos orifícios são assim reduzidos.

[0061] Além disso, quando a contraplaca 1 apresenta uma configuração onde ela encerra o flange 10, a contraplaca 1 é mantida em posição mesmo durante as operações de montagem/desmontagem dos meios 8 de fixação e dos elementos fixados ao flange 11 de fixação da turbomáquina. As operações de montagem/desmontagem são assim simplificadas.

[0062] A contraplaca permite, graças a uma única peça, resolver vários problemas técnicos, o que reduz os custos, a complexidade, e as operações de manutenção da turbomáquina.

Claims

1. Turbomáquina, compreendendo: - um flange (10), - um flange de fixação (11) sobre o qual o flange (10) é fixado, caracterizada pelo fato de que a turbomáquina compreende uma contraplaca (1), - a contraplaca (1) compreendendo uma primeira superfície (4) externa e uma segunda superfície (5) externa, sensivelmente paralelas; - a primeira superfície (4) externa da contraplaca (1) criando um anel contínuo, ou um segmento de anel contínuo, e compreendendo uma primeira série (6) de orifícios para a passagem de meios (8) de fixação; - a segunda superfície (5) externa da contraplaca (1) compreendendo uma pluralidade de superfícies (5i, 52, 53.) de suporte de cabeças (9) de meios de fixação, as superfícies (5i, 52, 53...) de suporte compreendendo uma segunda série (7) de orifícios, dispostos de frente para a primeira série (6) de orifícios, para a passagem dos meios (8) de fixação através dos orifícios (6, 7) da contraplaca (i); - a primeira superfície (4) externa da contraplaca sendo constituída por um material permitindo impedir a corrosão galvânica susceptível de ocorrer entre o flange (i0) e o flange de fixação (ii), e - a primeira superfície (4) externa separando o flange (i0) e o flange de fixação (ii).

2. Turbomáquina de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda superfície (5) externa da contraplaca é constituída por um material permitindo impedir a corrosão galvânica susceptível de ocorrer entre os meios (8) de fixação e o flange (i0).

3. Turbomáquina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a segunda superfície (5) externa é uma superfície contínua.

4. Turbomáquina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a segunda superfície (5) externa é uma superfície descontínua.

5. Turbomáquina de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a segunda (5) superfície externa é uma superfície recortada curvada, cujos recortes curvados são as superfícies (51, 52, 53...) de suporte de cabeças de meios (8) de fixação.

6. Turbomáquina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a primeira e a segunda superfícies (10, 11) externas são espaçadas de modo que a contraplaca (1) encerre o flange (11).

7. Turbomáquina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o flange (10) é fixado ao flange de fixação (11) por intermédio de meios (8) de fixação atravessando os orifícios da primeira e da segunda superfícies externas (4, 5) da contraplaca (1).