BR112016013588B1 - Dispositivo e processo de limpeza, e em especial de retirada de areia ou de remoção de areia, de um módulo de turbomáquina - Google Patents

Abstract

dispositivo de limpeza de um módulo de turbomáquina dispositivo (100) de limpeza, e em especial de retirada de areia ou de remoção de areia, de um módulo (110) de turbomáquina, caracterizado pelo fato de que ele compreende (i) meios (102, 104) de isolamento de mancais do módulo, por confinamento dentro de um recinto (106), (ii) meios (112) de colocação em sobrepressão do dito recinto, (iii) meios (114) de descolamento de matéria depositada em paredes de cavidades anulares do módulo, por exemplo por projeção de ar comprimido sobre essas paredes, e (iv) meios (116) de aspiração da matéria assim descolada.

Description

DOMÍNIO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um dispositivo de limpeza de um módulo de turbomáquina, e em especial a um dispositivo de remoção de areia ou de retirada de areia desse módulo.

ESTADO DA TÉCNICA

[0002] Por ocasião de seu funcionamento em certas zonas geográficas, uma turbomáquina pode absorver uma certa quantidade de areia que, via os diferentes canais de ventilação, se aglomera dentro das cavidades internas da turbomáquina e em especial de sua turbina de baixa pressão. Essa mistura pode em seguida se colar sobre paredes internas da turbomáquina, à jusante da peça de combustão.

[0003] A camada assim formada sobre as ditas paredes é constituída ao mesmo tempo pode finas partículas de areia e por um aglomerado de areia poluída compactado. A presença dessa camada torna difícil, e mesmo impossível, o controle visual de certas partes da turbomáquina por ocasião de operações de manutenção, em especial das turbinas de baixa pressão e de alta pressão. Existe também um risco de que essas partículas degradem alguns mancais da turbomáquina, que são peças muito sensíveis à poluição.

[0004] O acesso ao espaço interno da turbomáquina é restrito e torna difícil a limpeza das paredes em questão, o que obriga a realizar um desmonte longo e custoso das diferentes partes da turbomáquina a fim de poder limpá-las.

[0005] Uma turbomáquina compreende vários módulos maiores que são cada um deles compostos por vários módulos. Assim, uma turbomáquina pode compreender um módulo maior de turbina de baixa pressão que compreende três submódulos, um primeiro submódulo que compreende o rotor e o estator da turbina, um segundo submódulo que compreende a árvore de baixa pressão, e um terceiro submódulo que compreende um cárter de escape. Esse módulo maior compreende discos de rotor que definem entre si cavidades anulares que são difíceis de acesso e portanto difíceis de limpar. Na técnica atual, é portanto em geral necessário desmontar pelo menos parcialmente o primeiro submódulo para facilitar o acesso às paredes das cavidades interdiscos. Isso apresenta no entanto numerosos inconvenientes em termos de tempo de duração e de custo da operação de limpeza. De fato, o tempo de duração da operação de limpeza é alongado pelo tempo de duração de desmonte do submódulo. Por outro lado, os critérios de inspeção de um módulo ou submódulo desmontado são mais estritos do que aqueles de um módulo ou submódulo montado. As operações de controle das peças desmontadas são portanto mais longas do que aquelas das peças montadas, o que alonga ainda mais o tempo de duração da operação de limpeza.

[0006] Uma solução para esse problema consistiria em realizar uma operação de limpeza diretamente sobre um módulo ou submódulo, protegendo para isso as peças sensíveis do módulo ou submódulo, tais como os mancais. No entanto, não existem atualmente tecnologias satisfatórias que asseguram uma proteção ótima e eficaz dos mancais.

[0007] A presente invenção traz uma solução simples, eficaz e econômica a essa necessidade.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

[0008] A invenção propõe com essa finalidade um dispositivo de limpeza, e em especial de retirada de areia ou de remoção de areia, de um módulo de turbomáquina, esse módulo compreendendo discos de rotor que definem entre si pelo menos uma cavidade anular a limpar, esses discos se estendendo em torno de pelo menos um mancal, o dispositivo sendo caracterizado pelo fato de que ele compreende: - meios de isolamento do dito pelo menos um mancal por confinamento dentro de um recinto fechado e que é pelo menos em parte destinado a ser circundado pela dita pelo menos uma cavidade anular a limpar, - meios de colocação em sobrepressão do dito recinto, - meios de descolamento de matéria depositada sobre pelo menos uma parede da dita pelo menos uma cavidade do módulo, por exemplo por projeção de ar comprimido sobre essa parede, e - meios de aspiração da matéria descolada.

[0009] De acordo com a invenção, o ou os mancais do módulo são protegidos pois eles são confinados dentro de um recinto fechado que é colocado em sobrepressão. No presente pedido, é entendido por “recinto em sobrepressão”, um recinto no qual existe uma pressão superior à pressão no exterior do recinto, essa pressão exterior podendo ser a pressão ambiente. A matéria descolada do módulo permanece portanto no exterior do recinto e não pode portanto poluir os mancais e seu ambiente próximo do módulo, o que permite limpar o módulo (tal como um módulo maior ou pelo menos um submódulo) sem desmonte prévio.

[0010] Vantajosamente, os meios de confinamento compreendem dois órgãos anulares configurados para ser montados coaxialmente na frente e atrás do módulo, respectivamente.

[0011] De preferência, cada um desses órgãos compreende meios de estanqueidade anulares configurados para cooperar com um elemento anular do módulo.

[0012] Um primeiro desses órgãos pode compreender uma saia anular feita de material elástico (tal como feita de elastômero) e que é elasticamente deformável entre uma primeira posição na qual ela é substancialmente cilíndrica e uma segunda posição na qual ela é substancialmente troncônica e é própria para cooperar por sua periferia externa com um primeiro elemento anular do módulo, tal como a periferia interna de um disco de rotor.

[0013] Esse primeiro órgão pode compreender um corpo feito de material plástico. Esse órgão é assim relativamente leve, o que facilita sua manipulação. O corpo do órgão pode ser conformado para se ajustar à forma de peças do módulo. Ele pode por exemplo compreender uma parte tubular destinada a se estender em torno de uma porção de árvore do módulo. Esse primeiro órgão é de preferência um órgão traseiro ou à jusante, quer dizer que ele é montado na parte de trás ou à jusante do módulo.

[0014] O primeiro órgão pode compreender uma câmara de ar inflável e expansível radialmente, que é circundada por uma saia anular precitada de modo a que a inflação e a expansão radial da câmara de ar acarretem a deformação da saia de sua primeira para sua segunda posição.

[0015] Essa câmara de ar pode ser equipada com uma válvula que é ligada a uma extremidade de um flexível do qual a extremidade oposta é situada substancialmente em uma extremidade do primeiro órgão. No caso precitado no qual o primeiro órgão é montado na parte de trás ou à jusante do módulo, a extremidade oposta do flexível é de preferência situada na extremidade traseira do primeiro órgão de modo a facilitar a conexão dessa extremidade a meios de inflação da peça, tal como uma bomba.

[0016] Um segundo dos órgãos pode compreender uma bainha cilíndrica configurada para receber uma árvore do módulo. Essa bainha pode compreender uma primeira extremidade fechada e uma segunda extremidade que compreende meios de fixação, por exemplo por encaixe, em um segundo elemento anular do módulo, tal como uma parede cilíndrica do módulo.

[0017] Esse segundo órgão é de preferência um órgão a jusante ou a montante, quer dizer que ele é montado na frente ou à montante do módulo. A bainha desse órgão pode ser realizada em um material macio e flexível tal como um tecido revestido de uma matéria plástica. Essa bainha é de preferência estanque ao ar. Esse órgão é assim relativamente leve, o que facilita sua manipulação. As dimensões da bainha são tais que seu comprimento e seu diâmetro são notadamente função daqueles da árvore a proteger.

[0018] A segunda extremidade da bainha é de preferência ligada à periferia interna de uma membrana anular da qual a periferia externa compreende os ditos meios de fixação no segundo elemento do módulo, a dita membrana sendo de preferência feita de material elástico, tal como feita de elastômero.

[0019] A bainha compreende de preferência uma válvula de sobrepressão. Essa válvula permite limitar a pressão no interior da bainha e do recinto precitado a um valor máximo, que pode ser da ordem de 2 bars (0,2 MPa).

[0020] A bainha pode compreender meios de conexão aos meios de colocação em sobrepressão do recinto. Esses meios de sobrepressão compreendem por exemplo uma bomba que pode ser configurada para fornecer ar comprimido a uma pressão ligeiramente superior (de alguns décimos de bar, por exemplo) à pressão atmosférica.

[0021] Os meios de aspiração compreendem de preferência uma campânula configurada para ser montada coaxialmente ao módulo e que compreende meios de conexão a uma unidade de aspiração, tal como um aspirador.

[0022] Vantajosamente, o dispositivo de limpeza é instalado em uma peça (ou um local) fechada e ventilada na qual ocorre a operação de limpeza do módulo. A unidade de aspiração é de preferência situada no exterior da peça e ligada por meios de conexão á campânula do dispositivo. Esses meios de conexão atravessam nesse caso uma parede da peça, essa parede sendo vantajosamente equipada com uma válvula automática.

[0023] A campânula pode compreender em seu topo um orifício de passagem da bainha. A campânula circunda assim a bainha assim como a árvore do módulo alojado dentro da bainha.

[0024] Os meios de aspiração podem compreender por outro lado um flange anular coaxial à campânula, esse flange sendo configurado para ser aplicado sobre o módulo e compreendendo meios de guia em rotação da campânula em torno de seu eixo. A campânula é assim móvel em rotação em relação ao flange. No caso em que o flange é solidário em rotação do módulo, compreende-se que a campânula é móvel em rotação em relação ao flange e ao módulo e, inversamente, que o flange e o módulo são móveis em rotação em relação à campânula. A bainha precitada é montada sobre o módulo e gira com o módulo em relação à campânula, no orifício situado no topo da campânula.

[0025] Vantajosamente, a campânula compreende uma janela de acesso à dita pelo menos uma cavidade anular do módulo e de manipulação dos ditos meios de descolamento. Essa janela pode ser formada por um setor angular ausente da campânula. A campânula pode assim ter uma extensão angular de 360°-P em torno de seu eixo longitudinal, P sendo a extensão angular de sua janela, que é por exemplo compreendida entre 90 e 150°.

[0026] De preferência, o dispositivo compreende por outro lado um carro que compreende meios de sustentação e de guia em rotação do módulo em torno de seu eixo longitudinal que é orientado substancialmente verticalmente. Esse carro é projetado para sustentar a massa do módulo, que pode atingir várias centenas de quilogramas. A operação de limpeza pode assim ser realizada nesse carro que é de preferência equipado com rodas para o deslocamento do módulo, por exemplo até a peça fechada e ventilada precitada. O carro pode ser equipado com manípulo(s) amovível(eis). Seus meios de guia em rotação podem compreender um prato anular de sustentação do módulo, que é montado livre em rotação sobre o carro por intermédio de pelo menos um mancal de rolamentos. A rotação do módulo colocado sobre o prato pode ser provocada por pelo menos um operador e/ou motorizada (ar comprimido, motor elétrico, etc.).

[0027] A presente invenção se refere também a um processo de limpeza, e em especial de remoção de areia ou de retirada de areia, de um módulo de turbomáquina, esse módulo compreendendo discos de rotor que definem entre si pelo menos uma cavidade anular a limpar, esses discos se estendendo em torno de pelo menos um mancal, o processo sendo caracterizado pelo fato de que ele compreende as etapas que consistem em: a) isolar o dito pelo menos um mancal confinando para isso o mesmo dentro de um recinto fechado, que é pelo menos em parte destinado a ser circundado pela dita pelo menos uma cavidade anular a limpar; b) colocar o dito recinto em sobrepressão, c) descolar a matéria depositada sobre pelo menos uma parede da dita pelo menos uma cavidade do módulo, por exemplo por projeção de ar comprimido sobre essa parede, e aspirar simultaneamente a matéria assim descolada. DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0028] A invenção será melhor compreendida e outros detalhes, características e vantagens da invenção aparecerão com a leitura da descrição seguinte feita a título de exemplo não limitativo e em referência aos desenhos anexos nos quais: - A figura 1 é uma vista esquemática em perspectiva de um módulo maior de turbina de baixa pressão de uma turbomáquina, - A figura 2 é uma meia vista esquemática em corte axial do módulo maior da figura 1, sem o cárter de escape, - A figura 3 é uma vista bastante esquemática de um dispositivo de limpeza de acordo com a invenção, - A figura 4 é uma meia vista que corresponde àquela da figura 2 e que mostra um recinto de confinamento dos mancais do módulo maior das figuras 1 e 2, - As figuras 5 e 6 são vistas esquemáticas respectivamente em perspectiva e de lado de um primeiro órgão de confinamento de um modo de realização do dispositivo de limpeza de acordo com a invenção, - A figura 7 é uma vista esquemática em perspectiva de um segundo órgão de confinamento para o mesmo modo de realização do dispositivo de acordo com a invenção, - A figura 8 é uma vista esquemática em perspectiva de um flange e de uma campânula de aspiração para o mesmo modo de realização do dispositivo de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0029] É feito primeiramente referência à figura 1 que representa um módulo maior 10 de turbina de baixa pressão (chamado de módulo MM03 no caso de um motor CFM56) de uma turbomáquina de aeronave. Esse módulo maior compreende três submódulos (chamados de submódulo “54”, “55” e “56” no exemplo precitado), um primeiro submódulo 12 que compreende o rotor e o estator da turbina, um segundo submódulo 14 que compreende a árvore de turbina, e um terceiro submódulo 16 que compreende um cárter de escape.

[0030] A figura 2 representa uma parte dos submódulos 12 e 14, o cárter de escape não estando portanto visível nesse figura. O submódulo 12 compreende uma pluralidade de rodas de rotor entre as quais são intercaladas em fileiras anulares pás de estator. Cada roda de rotor compreende um disco 18 que leva em sua periferia uma fileira anular de pás. Os discos 18 são dispostos coaxialmente uns atrás dos outros e compreendem colares anulares 20 a montante e a jusante de fixação aos colares dos discos adjacentes, assim como à periferia externa de um cone de acionamento 22. A periferia interna do cone de acionamento 22 é fixada a um munhão 24 solidário em rotação da árvore de turbina 26 do submódulo 14.

[0031] O cone de acionamento 22 compreende uma primeira parede troncônica 28 alargada para a jusante e ligada por sua extremidade a montante à extremidade a montante de uma segunda parede troncônica 30 alargada para a montante. O cone 22 compreende orifícios transpassantes 32 de circulação de ar, na direção axial, que são aqui formados em sua segunda parede troncônica 30. A zona anular de conexão das primeira e segunda paredes 28, 30 do cone compreende uma nervura cilíndrica 34 orientada para a montante. Um porta-abrasível 36 é fixado à montante do cone 22 e compreende uma parede cilíndrica 38 circundada pela nervura 34. Essa parede cilíndrica 38 leva um revestimento abrasível sobre sua superfície cilíndrica interna e compreende sobre sua superfície cilíndrica externa um rebordo anular a jusante 40 radialmente externo de apoio axial sobre a extremidade a montante da nervura 34, e um rebordo anular a montante 42 radialmente externo, que é aqui livre.

[0032] O munhão 24 sustenta aqui dois mancais de rolamentos 44, 46. Esses mancais de rolamentos 44, 46 têm diâmetros nitidamente inferiores àqueles dos discos 18.

[0033] Antes de uma operação de inspeção visual do módulo maior 10 ou dos submódulos 12 e 14 reunidos, pode ser necessário limpá-lo por remoção de areia ou de retirada de areia. Certas zonas do módulo são no entanto difíceis de acesso. Esse é notadamente o caso das cavidades anulares interdiscos 48 situadas à montante do cone de acionamento 22. As paredes laterais dos discos 18 e as paredes laterais confrontantes dos colares 20 desses discos podem ser recobertas de matéria aglomerada composta essencialmente de areias e eventualmente de outros elementos de poluição. Os traços espessos 50 na figura 2 representam as zonas nas quais essa matéria tem tendência a se acumular, a referência 52 designando os locais especialmente difíceis de acesso.

[0034] A presente invenção propõe uma solução para esse problema por meio de um dispositivo de limpeza 100 do qual um modo de realização é esquematicamente representado na figura 3.

[0035] Essencialmente, o dispositivo de limpeza 100 compreende: - meios 102, 104 de isolamento dos mancais de rolamentos do módulo 110, por confinamento dentro de um recinto 106 que é pelo menos em parte destinado a ser circundado pelas cavidades anulares 108 a limpar desse módulo, - meios 111 de colocação em sobrepressão do dito recinto 106, - meios 114 de descolamento de matéria depositada sobre as paredes das cavidades 108, e - meios 116 de aspiração da matéria assim descolada.

[0036] O módulo 110 é ou um módulo maior 10 tal como descrito no que precede (que compreende os submódulos 12, 14 e 16, aqui referenciados 112, 114 e 116, respectivamente), ou o conjunto que compreende os submódulos 112, 114, o módulo 116 que compreende o cárter de escape tendo sido desmontado e retirado do módulo maior.

[0037] É constatado que o módulo 110 é disposto verticalmente, quer dizer que seu eixo longitudinal X é orientado verticalmente. O módulo 110 repousa sobre um carro de sustentação 120, como será descrito mais em detalhe no que se segue.

[0038] Os meios 102, 104 de isolamento dos mancais de rolamentos do módulo (tais como os mancais 44, 46 representados na figura 2) compreendem aqui dois órgãos 102, 104 independentes destinados a ser montados respectivamente atrás (ou embaixo) do módulo 110 e na frente (ou acima) do módulo. Esses órgãos 102, 104 são destinados a cooperar com elementos do módulo para definir o recinto 106 de confinamento dos mancais.

[0039] No exemplo representado, o recinto 106 se estende em todo o comprimento do módulo 110 e contém a integralidade do submódulo 114, quer dizer a árvore de turbina, e uma parte periférica interna do submódulo 112 que compreende os mancais (e mesmo também uma parte periférica do submódulo 116 se esse último está presente). A parte periférica interna do submódulo 112 é aqui esquematicamente representada por traços pontilhados.

[0040] É constatado que as cavidades 108 a limpar estão situadas no exterior desse recinto 106 e são portanto livres de acesso tendo em vista a limpeza das mesmas. As cavidades 108 se estendem aqui em torno do recinto 106.

[0041] O recinto 106 é fechado e relativamente estanque, em especial ao ar. Ele é destinado a ser conectado aos meios 111 de colocação em sobrepressão, de modo a que a pressão do ar dentro do recinto 106 seja superior (de alguns décimos de bar, por exemplo superior de 0,5 a 0,6 bar) àquela do ar no exterior do recinto, essa pressão exterior podendo ser a pressão ambiente ou atmosférica.

[0042] Os meios 11 de colocação em sobrepressão podem compreender uma fonte 122 de ar comprimido ligada por um flexível 124 e eventualmente um manômetro 126 a um orifício 128 de alimentação com ar comprimido do recinto 106. A fonte de ar 122 pode ser associada a um sistema de retirada de óleo/desumidificação para se ter certeza de que o ar fornecido dentro do recinto 106 é um ar seco, limitando assim os riscos de corrosão do módulo 110.

[0043] Os meios 114 de descolamento da matéria depositada sobre as paredes das cavidades 108 podem ser do tipo com projeção de ar comprimido. Esses meios 114 podem compreender uma pistola 130 de ar comprimido que é conectada por um flexível 132 e eventualmente um manômetro 134 a uma fonte 136 de ar comprimido (que fornece ar a alguns bars, por exemplo a cerca de 6 bars). O orifício de projeção de ar comprimido da pistola 130 pode ser equipado com uma haste 138 flexível e deformável que pode ser inserida dentro das cavidades 108 a limpar. Essa haste 138 compreende por exemplo uma alma tubular feita de cobre recoberta por uma bainha de proteção feita de material plástico, essa bainha sendo destinada a proteger as peças do módulo 110 suscetíveis de entrar em contato com a haste 138 por ocasião da operação de limpeza.

[0044] Os meios 116 de aspiração da matéria descolada e que se solta das paredes das cavidades 108 compreendem aqui uma campânula 140 que é montada sobre o módulo 110, coaxialmente a esse último, e que é conectada por um tubo flexível 142 a uma unidade de aspiração 144. A unidade de aspiração 144 compreende por exemplo um aspirador, tal como aquele comercializado pela empresa Nilfisk sob a referência CTS40L (equipado com um filtro de partículas D460*categoria M). A vazão de aspiração de ar é por exemplo da ordem de 7020 L/min.

[0045] A unidade de aspiração 144 é de preferência equipada com um filtro destinado a reter as partículas aspiradas que têm um tamanho superior ou igual a 5 μ m, que corresponde substancialmente ao tamanho mínimo dos grãos de areia suscetíveis de ser retirados das cavidades 108. Os grãos de areia retirados da cavidade 108 são assim recolhidos em um filtro e não lançados na atmosfera, o que é ecológico.

[0046] Como explicado no que precede, o módulo 110 pode ser montado sobre um carro 120 por ocasião da operação de limpeza. Esse carro 120 é equipado com rodas 150 e com manípulos 152, de preferência amovíveis, para facilitar seu deslocamento. O carro 120 compreende um prato anular de sustentação do módulo e que é montado livre em rotação. Meios de travamento 156 podem ser previstos para bloquear em rotação o módulo em relação ao prato 154. Outros meios de travamento (não representados) podem ser previstos para bloquear em rotação o prato 154 em relação ao resto do carro 120.

[0047] O carro 120 pode por outro lado ser equipado com meios de regulagem da altura de trabalho, quer dizer da altura do módulo 110 depois de montagem no carro. Antes de sua montagem sobre o prato, uma ferramenta (não representada) é em geral montada na parte de trás do módulo 110 em especial para imobilizar o rotor e o estator da turbina e evitar assim que eles entrem em contato um contra o outro. O módulo 110 pode ser colocado sobre o prato 154 por intermédio dessa ferramenta e ser por outro lado imobilizado em rotação em relação ao prato por intermédio dessa ferramenta.

[0048] Como será explicado no que se segue, a campânula 140 é móvel em rotação em relação ao módulo 110. Um operador pode assim deslocar em rotação o módulo 110 em torno de seu eixo X, em relação ao carro 120, mantendo assim imóvel a campânula 140. A descrição que se segue compreenderá um exemplo completo de processo de limpeza do módulo 110 e de utilização do dispositivo 100 de acordo com a invenção.

[0049] Como está esquematicamente representado no desenho, a operação de limpeza é de preferência realizada em uma peça 160 fechada e ventilada, na qual é alojado o dispositivo de limpeza 100 de acordo com a invenção. A peça 160 tem por exemplo uma forma paralelepipédica da qual os muros ou paredes laterais levam: - meios de conexão do flexível 124 e/ou do manômetro 126, situados no interior da peça 160, à fonte 122 de ar comprimido, que está situada no exterior da peça, - meios de conexão do flexível 132 e/ou do manômetro 134, situados no interior da peça 160, à fonte 136 de ar comprimido, que está situada no exterior da peça, - meios 161 de conexão do tubo 142 situados no interior da peça 160, à unidade de aspiração 144, que está situada no exterior da peça; esses meios de conexão 161 podem compreender uma válvula automática montada na parede da peça 160.

[0050] A peça 160 é aerada e ventilada por circulação de ar.

[0051] As figuras 5 a 8 representam um modo de realização mais concreto do dispositivo de limpeza 100 de acordo com a invenção. As figuras 5 e 6, por um lado, e a figura 7, por outro lado, representam respectivamente os órgãos traseiro 102 e dianteiro 104 precitados. A figura 8 representa a campânula 140 e um flange 162 de sustentação e de guia em rotação dessa campânula 140.

[0052] É feito referência primeiramente às figuras 5 e 6 que representam o órgão ou obturador traseiro 102, quer dizer o órgão que é destinado a ser montado na traseira do módulo 110 (que é sua extremidade inferior na posição do módulo tal como representada na figura 3).

[0053] Esse órgão 102 compreende um corpo 164, de preferência feito de material plástico. Esse corpo 164 compreende duas partes respectivamente dianteira 166 e traseira 168, que têm cada uma delas uma forma cilíndrica tubular, a parte dianteira tendo um diâmetro externo superior àquele da parte traseira. Cada uma dessas partes é destinada a circundar e proteger um elemento diferente da parte traseira do módulo 110.

[0054] A figura 4 mostra o órgão 102 em posição de montagem atrás do módulo 10, 110. A parte traseira 168 de menor diâmetro do corpo 164 circunda uma porção traseira de árvore de turbina e sua parte dianteira 166 de maior diâmetro circunda uma parede cilíndrica solidária do munhão 24. A parte traseira 168 é fechada em sua extremidade traseira por uma parede radial. A parte traseira 168 é ligada em sua extremidade dianteira por uma outra parede radial à extremidade traseira da parte dianteira 166 do corpo.

[0055] A parte dianteira 166 do corpo compreende uma coroa anular 170 que compreende em sua periferia externa uma canelura anular radialmente externa de alojamento de uma câmara de ar 172 inflável. A canelura de recepção da câmara de ar 172 é delimitada axialmente por duas paredes anulares 174 radialmente externas da coroa 170. Quando a câmara de ar 172 não está ou está pouco inflada, ela é completamente alojada na canelura da coroa 170. Quando ela está inflada, ela é saliente radialmente no exterior da canelura da coroa 170.

[0056] Uma saia anular 176 elasticamente deformável se estende em torno da canelura da coroa 170 e compreende uma extremidade traseira fixada na periferia externa da parede anular traseira 174. Essa saia 176 é de preferência realizada em elastômero e é destinada a se deformar quando a câmara de ar 172 é inflada e se dilata radialmente para o exterior da canelura. A saia 176 é assim deslocável a partir de uma posição de repouso na qual ela é substancialmente cilíndrica e uma posição deformada elasticamente na qual ela tem uma forma substancialmente troncônica, sua extremidade dianteira tendo nesse caso um diâmetro superior àquele de sua extremidade traseira, como representado na figura 6.

[0057] A câmara de ar 172 compreende uma válvula de alimentação 178 que é conectada à extremidade de um flexível 179 que se estende ao longo do corpo 164 e do qual a extremidade oposta à câmara de ar 172 é situada ao nível da extremidade traseira do corpo e compreende uma ponteira 180 de conexão a uma bomba (não representada) de inflação da câmara de ar. O flexível 179 é fixado sobre o corpo por meios apropriados. O corpo 164 pode compreender meios de reforço que são dispostos entre a coroa e a parte dianteira (referência 182) e entre as partes dianteira e traseira do corpo (não representadas).

[0058] A figura 4 mostra que, em posição de montagem do órgão traseiro 102 e quando a saia 176 tem uma forma troncônica (câmara de ar 172 inflada), a saia 176 pode se apoiar axialmente sobre o cone 22 e/ou radialmente sobre a periferia interna de um disco 18 do módulo 10, 110. A saia 176 tem uma função dupla. Ela coopera com a periferia interna do disco 18 por um lado para assegurar uma estanqueidade entre o órgão 102 e esse disco, e por outro lado para assegurar a retenção do órgão 102 em relação ao disco e portanto do módulo 10, 110. De fato, o órgão 102 é montado atrás do módulo por translação axial na direção do módulo 10, 110, até que sua saia 176 se apoie axialmente sobre o cone 22. A câmara de ar 172 é nesse caso inflada o que provoca a deformação elástica da saia 176. Essa última pode então vir se apoiar sobre a periferia interna do disco 18 para impedir o recuo axial para trás do órgão 102. No caso em que o módulo 110 é disposto verticalmente, como descrito no que precede, a operação conjunta da saia 176 do órgão 102 com o disco 18 impede que o órgão caia. A saia tem também como papel proteger a câmara de ar 172. Esse apoio da saia 176 sobre o disco 18 basta portanto para manter o órgão 102 no lugar sobre o módulo 10, 110.

[0059] É feito referência agora à figura 7 que representa o órgão ou obturador dianteiro 104, quer dizer o órgão que é destinado a ser montado na frente do módulo 110 (que é sua extremidade superior na posição do módulo tal como representada na figura 3).

[0060] Esse órgão 104 compreende uma bainha 184, de preferência feita de material macio e flexível, da qual uma extremidade 186 é fechada e da qual a outra extremidade é ligada a uma membrana anular 188 que é de preferência realizada em um material elasticamente deformável tal como em elastômero. A bainha 184 é ligada á periferia interna da membrana 188 da qual a periferia externa compreende um rebordo cilíndrico 190 de montagem, de preferência por encaixe, em um elemento do módulo 10, 110.

[0061] A figura 4 mostra o órgão 104 em posição de montagem na frente do módulo 10, 110. A bainha 184 se estende em torno da árvore de turbina 26 do submódulo 114, em todo o comprimento desse último, e a membrana 188 situada aqui na extremidade inferior da bainha tem seu rebordo 190 que é introduzido sobre a parede cilíndrica 38 precitada do módulo 10, 110 e que compreende de preferência uma ranhura anular radialmente interna na qual é introduzido o rebordo axial externo 42 da parede 38. Isso assegura por um lado uma estanqueidade entre o órgão 104 e a parede 38 e por outro lado uma retenção axial do órgão 104 em relação à parede 38 e portanto ao módulo 10, 110.

[0062] Em posição de montagem, os dois órgãos 102, 104 definem com elementos do módulo um recinto 106 fechado e relativamente estanque ao ar. É constatado na figura 4 que os elementos que participam para a delimitação do recinto 106 são notadamente o cone de acionamento 22 e em especial sua primeira parede troncônica 28 e uma parte do rotor do submódulo 12, 112. É constatado também que o recinto 106 compreende duas partes, uma parte inferior 106a delimitada entre o órgão traseiro 102 e a segunda parede troncônica 30 do cone 22 e uma parte superior 106b delimitada entre o órgão dianteiro 104 e a segunda parede troncônica 30 do cone 22. As partes 106a, 106b do recinto 106 se comunicam entre si, notadamente pelos orifícios transpassantes 32 da segunda parede troncônica 30 do cone 22. A parte superior 106b do recinto compreende um espaço contido dentro da bainha 184.

[0063] Como está visível na figura 7, a bainha 184 compreende o orifício 128 precitado que é aqui equipado com uma ponteira 192 de conexão do recinto 106 aos meios de sobrepressão 112, quer dizer à fonte 122 precitada de alimentação com ar comprimido a uma pressão superior àquela da pressão atmosférica no exterior do recinto 106. É compreendido que a alimentação com ar comprimido e a sobrepressão do espaço interno da bainha 184 vão provocar a sobrepressão das partes 106a, 106b do recinto 106, devido à comunicação das mesmas entre si.

[0064] A bainha 184 compreende também uma válvula de sobrepressão 194 que limita a pressão no interior do recinto 106 a um valor máximo, tal como por exemplo 2 bars. A bainha 184 compreende por outro lado em sua extremidade superior uma correia 186 da qual uma extremidade é fixada à bainha e da qual a outra extremidade pode compreender um sistema de fixação à bainha do tipo Velcro®. Essa correia é vantajosamente utilizada para reter e guiar o flexível 124.

[0065] O material da bainha 184 compreende de preferência um tecido revestido com uma matéria plástica estanque ao ar.

[0066] É feito referência finalmente à figura 8 que representa uma parte dos meios de aspiração 116 do dispositivo 100 de acordo com a invenção, e em especial a campânula 140 de aspiração e o flange 162 de sustentação e de guia em rotação da campânula em torno de seu eixo X.

[0067] O flange 162 tem uma forma anular e plana e é destinado a ser colocado sobre o módulo 10, 110 na frente desse último, de modo a recobrir a entrada do percurso de escoamento de turbina, como está representado na figura 4. Ele é assim destinado a se estender acima das fileiras de pás de rotor e de estator da turbina, seu diâmetro interno sendo de preferência inferior ao diâmetro interno das pás e seu diâmetro externo sendo de preferência superior ao diâmetro externo das pás.

[0068] O flange 162 compreende meios de diferenciação destinados a cooperar com o módulo para assegurar um posicionamento correto do flange em relação ao módulo 110. No exemplo representado, o flange 162 leva piões de centragem 198 que são salientes sobre a face inferior do flange e que são destinados a ser introduzidos em orifícios do módulo tais como orifícios de passagem de parafusos.

[0069] O flange 162 compreende também alças 200 de manipulação.

[0070] O flange 162 compreende por outro lado em sua periferia interna um trilho 202 de centragem e de guia em rotação da campânula 140 em torno do eixo X.

[0071] A campânula 140 tem aqui uma forma geral hemisférica e é por outro lado setorizada, um setor de campânula estando ausente para definir uma janela 204 de acesso às cavidades 108 a limpar do módulo 110 e de manipulação da pistola 130.

[0072] A campânula 140 coopera por sua extremidade inferior de maior diâmetro com o trilho 202 situado na periferia interna do flange 162. A extremidade superior ou topo de menor diâmetro da campânula define um gargalo de passagem da árvore 26 do submódulo 14 assim como da bainha 184 do órgão 104. O gargalo 206 compreende uma parede cilíndrica de comprimento (ao longo do eixo X) suficiente para limitar o risco de desgaste da bainha 184 por ocasião de sua rotação em relação à campânula 140.

[0073] A janela 204 da campânula é delimitada lateralmente por duas paredes 208 que têm uma orientação substancialmente radial em relação ao eixo X.

[0074] A campânula 140 compreende um orifício 210 de conexão a uma extremidade do tubo flexível 142 precitado (figura 2) do qual a extremidade oposta é conectada à unidade de aspiração 144.

[0075] O flange 162 pode ser realizado em material plástico, tal como por exemplo feito de Teflon® (PTFE). A campânula 140 (inclusive suas paredes 208) é de preferência realizada em um material transparente tal como por exemplo feita de Plexiglass® (PMMA). O operador pode assim visualizar partes do módulo 10, 110 em decorrer de limpeza, a través do material da campânula 140.

[0076] O dispositivo 100 de acordo com a invenção pode ser utilizado do modo seguinte. Dito de outro modo, uma operação ou um processo de limpeza pode se desenrolar do modo seguinte, com o auxílio do dispositivo 100 de acordo com a invenção.

[0077] Os órgãos 102, 104 são montados um após o outro sobre o módulo 10, 110. O órgão traseiro 102 (com sua câmara de ar 172 desinflada ou parcialmente inflada) é montado como indicado no que precede, introduzindo-se o mesmo na parte de trás do módulo até que sua saia 176 se apoie axialmente sobre o cone 22, e depois se inflando a câmara de ar 172 por meio de uma bomba, de modo a deformar sua saia 176 que adota nesse caso uma forma troncônica e pode vir se apoiar sobre o disco 18 para assegurar a retenção do órgão 102 em relação ao módulo 10, 110. O órgão dianteiro 104 é montado como indicado no que precede, enfiando-se a bainha 184 sobre a árvore 26 como uma meia, e depois se fixando o rebordo 190 da membrana 188 sobre a parede cilíndrica 38 do módulo 10, 110.

[0078] O módulo 10, 110 é em seguida posicionado sobre o carro 120 e em especial sobre o prato móvel 154 desse carro (figura 3). O prato 154 é travado de modo a impedir que ele gire sobre o carro por ocasião dessa operação. O módulo 10, 110 é em seguida travado de modo a bloquear o mesmo em rotação em relação ao prato 154, por intermédio dos meios 156 (figura 3). O carro 120 é em seguida levado para a peça 160 dentro da qual deve ser realizada a operação de limpeza. Suas rodas 150 são então bloqueadas para imobilizá-lo no meio da peça. Os manípulos 152 do carro podem ser retirados para facilitar a operação de limpeza.

[0079] O flange 162 é montado em torno da bainha 184 e colocado e centrado sobre o módulo 10, 110, e depois a campânula 140 é montada em torno da bainha 184 e colocada e centrada sobre o flange 162. Uma extremidade do tubo flexível 142 é então introduzida no orifício 210 da campânula 140 (figura 8) e uma extremidade do flexível 124 é conectada à ponteira 192 da bainha 184 (figura 7).

[0080] A operação de limpeza das cavidades 108 do módulo 10, 110 pode então começar. A fonte 122 é ativada de modo a colocar o recinto 106 em sobrepressão. Devido a essa sobrepressão, o órgão traseiro 102 é aplicado com uma força superior sobre o disco 18 do módulo, o que participa assim para a estanqueidade a esse nível. Por outro lado, a bainha 184 se infla e adota uma forma substancialmente cilíndrica, e é circundada com uma pequena folga radial pelo gargalo 206 da campânula 140 (figura 8).

[0081] A unidade de aspiração 144 é colocada em funcionamento o que cria uma depressão dentro da campânula 140, destinada a aspirar a matéria descolada por ocasião da limpeza, que é então evacuada pelo tubo 142 até a unidade 144 situada no exterior da peça.

[0082] A alimentação com ar comprimido da pistola 130 é ativada e um operador pode manipular a pistola dentro da janela 204 da campânula 140 para retirar a matéria precitada. Para isso, a haste 138 da pistola é inserida em cada cavidade 108 a limpar e o operador apoia sobre o gatilho da pistola 130 de modo a que ar comprimido seja projetado sobre as paredes das cavidades, de preferência em direções substancialmente tangentes a essas paredes. A matéria descolada pela projeção de ar comprimido é então imediatamente aspirada pela campânula 140 e evacuada pelo tubo 142. O operador pode utilizar um escovilhão para forçar a matéria a se descolar, esse escovilhão (não representado) compreendendo de preferência pelos feitos de nylon para não danificar as peças do módulo. O operador poderá também utilizar um produto de petróleo sob a forma líquida ou toalhinhas embebidas a fim de facilitar o descolamento da areia e dos elementos de poluição.

[0083] O operador pode deslocar manualmente em rotação o módulo 10, 110 sobre o carro 120. A campânula 140 permanecendo então imóvel e a bainha 184 girando no interior da campânula 140 ao mesmo tempo que o módulo 10, 110. Pode no entanto ser considerado que essa rotação seja realizada por meio de um motor. O tubo 142 pode ser mantido na posição com o auxílio de um braço telescópico (não representado) fixado a uma parede da peça 160.

[0084] O operador é de preferência equipado com um macacão integral, com um capacete antirruído e com uma máscara pressurizada, durante todo o tempo de duração da operação de limpeza.

[0085] Evidentemente, os meios de confinamento descritos no que precede são adaptados à configuração do módulo a limpar. Pode ser assim considerado que o órgão traseiro 102 desses meios de confinamento sejam substituídos por simples tampões feitos de borracha destinados a obturar orifícios de uma ferramenta montada na parte de trás do módulo, e por exemplo atrás do cárter de escape de um módulo maior de turbina de baixa pressão. A utilização de um sistema de obturação que permite obturar a parte a jusante do módulo 12 e a montante do módulo 16 pode também ser necessária.

Claims (15)

1. Dispositivo (100) de limpeza, e em especial de retirada de areia ou de remoção de areia, de um módulo (10, 110) de turbomáquina, esse módulo compreendendo discos de rotor (18) que definem entre si pelo menos uma cavidade anular (48, 108) a limpar, esses discos se estendendo em torno de pelo menos um mancal (44, 46), o dispositivo compreendendo: - meios (114) de descolamento de matéria depositada sobre pelo menos uma parede da dita pelo menos uma cavidade do módulo, por exemplo por projeção de ar comprimido sobre essa parede, o dispositivo sendo caracterizado pelo fato de que compreende ainda: - meios (102, 104) de isolamento do dito pelo menos um mancal por confinamento dentro de um recinto (106) fechado e que é pelo menos em parte destinado a ser circundado pela dita pelo menos uma cavidade anular a limpar, - meios (112) de colocação em sobrepressão do dito recinto, e - meios (116) de aspiração da matéria descolada.

2. Dispositivo (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de confinamento compreendem dois órgãos anulares (104, 102) configurados para ser montados coaxialmente na frente e atrás do módulo, respectivamente.

3. Dispositivo (100) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada um dos órgãos (104, 102) compreende meios (190, 176) de estanqueidade anulares configurados para cooperar com um elemento anular do módulo.

4. Dispositivo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que um primeiro dos órgãos (102) compreende uma saia anular (176) feita de material elástico e que é elasticamente deformável entre uma primeira posição na qual ela é substancialmente cilíndrica e uma segunda posição na qual ela é substancialmente troncônica e é própria para cooperar por sua periferia externa com um primeiro elemento anular do módulo, tal como a periferia interna de um disco de rotor (18).

5. Dispositivo (100) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro órgão (102) compreende uma câmara de ar (172) inflável e expansível radialmente, que é circundada pela saia anular (176) de modo que a inflação e a expansão radial da câmara de ar acarretem a deformação da saia de sua primeira para sua segunda posição.

6. Dispositivo (100) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a câmara de ar (172) é equipada com uma válvula (178) que é ligada a uma extremidade de um flexível (179) cuja extremidade oposta é situada substancialmente em uma extremidade do primeiro órgão (102).

7. Dispositivo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que um segundo dos órgãos (104) compreende uma bainha cilíndrica (184) configurada para receber uma árvore (26) do módulo, essa bainha compreendendo uma primeira extremidade (186) fechada e uma segunda extremidade (188) compreendendo meios (190) de fixação, por exemplo por encaixe, em um segundo elemento anular do módulo, tal como uma parede cilíndrica (38) do módulo.

8. Dispositivo (100) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a segunda extremidade da bainha (184) é ligada à periferia interna de uma membrana anular (188) cuja periferia externa compreende os ditos meios (190) de fixação no segundo elemento do módulo, a dita membrana sendo de preferência feita de material elástico.

9. Dispositivo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a bainha (184) compreende uma válvula de sobrepressão (194) e/ou meios (192) de conexão aos meios (112) de colocação em sobrepressão.

10. Dispositivo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os meios de aspiração (116) compreendem uma campânula (140) configurada para ser montada coaxialmente ao módulo (10, 110) e compreendendo meios (210, 142) de conexão a uma unidade de aspiração (144).

11. Dispositivo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que a campânula (140) compreende em seu topo um orifício de passagem da bainha (184).

12. Dispositivo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações10 ou 11, caracterizado pelo fato de que os meios de aspiração (116) compreendem adicionalmente um flange anular (162) coaxial à campânula (140), esse flange sendo configurado para ser aplicado sobre o módulo (10, 110) e compreendendo meios (202) de guia em rotação da campânula em torno de seu eixo (X).

13. Dispositivo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que a campânula (140) compreende uma janela (204) de acesso à dita pelo menos uma cavidade anular (48, 108) do módulo e de manipulação dos ditos meios de descolamento (114).

14. Dispositivo (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que compreende um carro (120) compreendendo meios (154) de sustentação e de guia em rotação do módulo (10, 110) em torno de seu eixo longitudinal (X) que é orientado substancialmente verticalmente.

15. Processo de limpeza, e em especial de remoção de areia ou de retirada de areia, de um módulo (10, 110) de turbomáquina, esse módulo compreendendo discos de rotor (18) definindo entre si pelo menos uma cavidade anular (48, 108) a limpar, esses discos se estendendo em torno de pelo menos um mancal (44, 46), o processo sendo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas que consistem em: a) isolar o dito pelo menos um mancal confinando para isso o mesmo dentro de um recinto (106) fechado, b) colocar o dito recinto em sobrepressão, c) descolar a matéria depositada sobre pelo menos uma parede da dita pelo menos uma cavidade do módulo, por exemplo por projeção de ar comprimido sobre essa parede, e aspirar simultaneamente a matéria assim descolada.

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