BR112020010434B1 - SUPPORT PLATFORM, HYDROGENERATION UNIT WITH A SEGMENTED SUPPORTER AND POLYMER PLATE - Google Patents
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Abstract
Uma plataforma de sustentação (16) para o suporte de uma unidade hidro-geradora compreende uma parte de polímero (11, 12) e uma base de metal (14), que são combinadas para formar a referida plataforma de sustentação (16). A manutenção em caso de falha do sustentador é simplificada e acelerada pois a parte de polímero é uma placa de polímero separada (11, 12), pois base de metal é uma placa de apoio (14) e, pois a referida placa de polímero (11, 12) é fixa de forma removível à referida placa de apoio (14).A support platform (16) for supporting a hydro-generating unit comprises a polymer part (11, 12) and a metal base (14), which are combined to form said support platform (16). Maintenance in case of support failure is simplified and accelerated as the polymer part is a separate polymer plate (11, 12), as the metal base is a support plate (14) and as said polymer plate ( 11, 12) is removably fixed to said support plate (14).
Description
[001] A presente invenção refere-se a unidades hidrogeradoras, tais como hidrogeradores. Refere-se a uma plataforma de sustentação para uma unidade hidrogeradora de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.[001] The present invention relates to hydrogenation units, such as hydrogenerators. Refers to a support platform for a hydrogeneration unit according to the preamble of claim 1.
[002] Refere-se ainda a uma unidade hidrogeradora com uma tal plataforma de sustentação. Uma unidade hidrogeradora pode também ser referida na técnica como um hidrogerador.[002] It also refers to a hydrogeneration unit with such a support platform. A hydrogenerator unit may also be referred to in the art as a hydrogenerator.
[003] A presente invenção refere-se a sustentações de unidades hidrogeradoras. Por exemplo, o documento WO 2004/001241 A1 divulga um sustentador para um rotor de uma máquina rotativa, especialmente um hidrogerador, que gira em torno de um eixo vertical rotativo. O referido sustentador é incorporado como um sustentador deslizante e compreende o primeiro meio para sustentador axial e segundo meio para sustentador radial. Devido ao referido sustentador, são alcançadas propriedades simplificadas e aprimoradas de modo que o primeiro e o segundo meios sejam unidos para formar um sustentador radial e axial combinado que compreende simultaneamente superfícies axialmente deslizantes e superfícies radialmente deslizantes.[003] The present invention relates to supports for hydrogenerating units. For example, document WO 2004/001241 A1 discloses a support for a rotor of a rotating machine, especially a hydrogenerator, which rotates around a rotating vertical axis. Said supporter is incorporated as a sliding supporter and comprises first means for axial supporter and second means for radial supporter. Due to said supporter, simplified and improved properties are achieved so that the first and second means are joined together to form a combined radial and axial supporter which simultaneously comprises axially sliding surfaces and radially sliding surfaces.
[004] Frequentemente, sustentadores revestidos com polímero são usados para esse fim. Por exemplo, o documento WO 2013 178266 A1 descreve um sustentador deslizante, que tem uma estrutura em camadas, que é substancialmente uniforme ao longo da circunferência do mesmo e compreende uma base, uma camada deslizante sem chumbo que tem uma espessura que é reduzida em zonas de borda, em comparação com uma zona central entre as zonas de borda e um revestimento de polímero que é mais espesso nas zonas de borda em comparação com a zona central, de modo que o nível de superfície do revestimento seja substancialmente plano como visto na seção transversal axial. Isso cria um tipo de reservatório de material de revestimento nas zonas de borda, o que é particularmente útil para o desgaste inicial durante uma fase, na qual o sustentador e o eixo são "ajustados entre si". Isso aumenta vantajosamente a resistência à ruptura da borda e leva a um melhor alinhamento do eixo, como um virabrequim, em relação ao sustentador.[004] Often, polymer-coated supports are used for this purpose. For example, WO 2013 178266 A1 describes a sliding support having a layered structure that is substantially uniform along the circumference thereof and comprising a base, a lead-free sliding layer having a thickness that is reduced in zones. of edge, as compared to a central zone between the edge zones and a polymer coating that is thicker in the edge zones compared to the central zone, such that the surface level of the coating is substantially flat as seen in Sect. axial transverse. This creates a kind of reservoir of coating material in the edge zones, which is particularly useful for initial wear during a phase where the supporter and shaft are "fitted together". This advantageously increases the edge breaking strength and leads to better alignment of the shaft, like a crankshaft, relative to the support.
[005] Os designs de última geração para sustentadores revestidos com polímero são baseados em uma ancoragem mecânica entre o suporte metálico e o próprio polímero. Esses designs usam bronze sinterizado, uma malha de arame soldada ou uma série de pequenas ranhuras usinadas na parte traseira do sustentador. A característica comum de todas essas soluções é que, uma vez criada a camada intermediária, o polímero é pressionado sob alta temperatura e pressão. Esse processo cria uma conexão mecânica entre os materiais metálicos e polímeros. A principal desvantagem dessa tecnologia é seu alto grau de complexidade e, consequentemente, o custo do produto final. Requer várias etapas e equipamentos especializados para criar o produto final. Isso aumenta o custo e limita o número de fornecedores em potencial. Esse equipamento especializado limita os tamanhos máximos que podem ser alcançados usando uma determinada tecnologia. Uma vez que os dois componentes estão unidos, não há como desconectá-los sem destruir a conexão, para que a camada de polímero não possa ser substituída em caso de danos na superfície deslizante devido ao desgaste ou à ruptura do sustentador.[005] State-of-the-art designs for polymer-coated supports are based on a mechanical anchorage between the metal support and the polymer itself. These designs use sintered bronze, a welded wire mesh, or a series of small slots machined into the back of the support. The common feature of all these solutions is that once the intermediate layer is created, the polymer is pressed under high temperature and pressure. This process creates a mechanical connection between metallic materials and polymers. The main disadvantage of this technology is its high degree of complexity and, consequently, the cost of the final product. It requires several steps and specialized equipment to create the final product. This increases the cost and limits the number of potential suppliers. This specialized equipment limits the maximum sizes that can be achieved using a given technology. Once the two components are joined together, there is no way to disconnect them without destroying the connection, so the polymer layer cannot be replaced in the event of damage to the sliding surface due to wear or tear of the supporter.
[006] As interfaces típicas de ligação do estado da técnica que podem ser encontradas na indústria são mostradas nas Figuras 1 a 3: - A Figura 1 mostra uma vista em corte de um sustentador do estado da técnica do tipo de bronze sinterizado. Uma ligação entre uma base de metal (30a) e uma camada de polímero (32a) é efetuada pelo meio de ligação (31a) na forma de uma camada sinterizada; - A Figura 2 mostra uma vista em corte de um sustentador do estado da técnica do tipo malha de arame soldado. Aqui, uma ligação entre a base de metal (30b) e a camada de polímero (32b) é efetuada por um meio de ligação (31b) na forma de uma malha de arame, que é soldada à base de metal (30b) de um lado e embutida na camada de polímero do outro lado; e - A Figura 3 mostra uma vista em corte de um sustentador do estado da técnica do tipo de matriz de ranhuras. A base metálica (30c) compreende como meio de ligação (31c) uma matriz de ranhuras, na qual a camada de polímero (32c) se engaja.[006] Typical prior art connection interfaces that can be found in the industry are shown in Figures 1 to 3: - Figure 1 shows a sectional view of a prior art sintered bronze type supporter. A connection between a metal base (30a) and a polymer layer (32a) is carried out by the connecting means (31a) in the form of a sintered layer; - Figure 2 shows a sectional view of a state-of-the-art supporter of the welded wire mesh type. Here, a connection between the metal base (30b) and the polymer layer (32b) is effected by a connecting means (31b) in the form of a wire mesh, which is welded to the metal base (30b) of a side and embedded in the polymer layer on the other side; and - Figure 3 shows a sectional view of a prior art support of the slot matrix type. The metal base (30c) comprises as a connecting means (31c) a matrix of grooves, in which the polymer layer (32c) engages.
[007] Por exemplo, US 6,332,716 B1 divulga um sustentador compósito no qual um metal de suporte é ligado a uma camada de resina na qual o politetrafluoretileno (PTFE) é adicionado a uma resina base que consiste essencialmente em poliéter éter cetona, de modo que a proporção de politetrafluoretileno torna-se 0,1 a 50% em peso com base na camada de resina e o politetrafluoretileno é disperso na forma de partículas na resina base.[007] For example, US 6,332,716 B1 discloses a composite supporter in which a support metal is bonded to a resin layer in which polytetrafluoroethylene (PTFE) is added to a base resin consisting essentially of polyether ether ketone, so that the proportion of polytetrafluoroethylene becomes 0.1 to 50% by weight based on the resin layer, and polytetrafluoroethylene is dispersed in particle form in the base resin.
[008] O documento US 5,229,198 divulga um material de suporte de baixo atrito incluindo uma matriz formada por uma tela de rede de arame que é fundida com uma folha de metal de suporte. O politetrafluoroetileno ou outra resina polimérica preenche os interstícios dentro da tela e entre a tela e a folha de suporte e trava-se rigidamente à tela e à folha de suporte, a fim de conferir alta resistência ao material sustentador.[008] US 5,229,198 discloses a low-friction support material including a matrix formed by a wire mesh screen that is fused with a support metal sheet. Polytetrafluoroethylene or other polymeric resin fills the interstices within the screen and between the screen and backing sheet and rigidly locks to the screen and backing sheet to impart high strength to the backing material.
[009] O documento US 2005/0260431 A1 descreve um material compósito que é para ser utilizado em sustentadores deslizantes e compreende um suporte metálico e pelo menos um material de reforço que tem uma estrutura aberta. O referido suporte e material de reforço são conectados entre si por meio de uma conexão metálica. Uma sobreposição que é uma camada à base de polietileno (PE) é fornecida no material de reforço como uma camada adicional.[009] Document US 2005/0260431 A1 describes a composite material that is for use in sliding supports and comprises a metallic support and at least one reinforcing material that has an open structure. Said support and reinforcing material are connected to each other by means of a metallic connection. An overlay which is a polyethylene (PE) based layer is provided on the reinforcing material as an additional layer.
[0010] É um objetivo da presente invenção fornecer uma placa de polímero para uma plataforma de sustentação adequada para um sustentador de uma unidade hidrogeradora. É outro objetivo da presente invenção fornecer uma plataforma de sustentação, especialmente para um sustentador de uma unidade hidrogeradora, que é uma abordagem simplificada de um design de plataforma de sustentação de polímero, que permite reduzir os custos de fabricação das plataformas revestidas de polímero enquanto aprimora suas principais vantagens, como alta resistência termomecânica e baixo desgaste em regime de lubrificação mista.[0010] It is an object of the present invention to provide a polymer plate for a support platform suitable for a supporter of a hydrogenerator unit. It is another object of the present invention to provide a support platform, especially for a supporter of a hydrogenerator unit, which is a simplified approach to a polymer support platform design, which allows to reduce the manufacturing costs of the polymer coated platforms while improving its main advantages, such as high thermomechanical resistance and low wear under mixed lubrication.
[0011] É outro objetivo da presente invenção fornecer uma unidade hidrogeradora com uma tal plataforma de sustentação.[0011] It is another object of the present invention to provide a hydrogeneration unit with such a support platform.
[0012] De acordo com uma primeira realização da invenção, é fornecida uma plataforma de sustentação, preferencialmente adequada para sustentação de uma unidade hidrogeradora, que pode ser referida como plataforma de sustentação hidrodinâmica. A plataforma de sustentação compreende de preferência uma parte de polímero e de preferência uma base de metal. A parte de polímero e a base de metal podem ser combinadas para formar a referida plataforma de sustentação. A parte de polímero pode ser uma placa de polímero separada. A base de metal pode ser uma placa de apoio, e a placa de polímero pode ser ligada de forma removível à placa de apoio.[0012] According to a first embodiment of the invention, a support platform is provided, preferably suitable for supporting a hydrogenerator unit, which can be referred to as a hydrodynamic support platform. The support platform preferably comprises a polymer part and preferably a metal base. The polymer part and the metal base can be combined to form said support platform. The polymer part may be a separate polymer plate. The metal base may be a backing plate, and the polymer plate may be detachably attached to the backing plate.
[0013] De acordo com uma forma de realização da invenção a placa de polímero pode ser ligada de forma removível a um primeiro lado a um segundo lado da placa de apoio. Um bolso ou recesso pode ser fornecido no segundo lado da placa de apoio. A placa de polímero pode compreender uma placa de base e de preferência um desvio saliente a partir da placa de base sobre o primeiro lado. O desvio pode encaixar-se dentro do bolso no segundo lado da placa de apoio. O desvio pode permitir um ajuste complementar com o bolso ou o recesso.[0013] According to an embodiment of the invention the polymer plate can be removably connected to a first side to a second side of the support plate. A pocket or recess may be provided on the second side of the backing plate. The polymer plate may comprise a base plate and preferably an offset projecting from the base plate on the first side. The offset can fit inside the pocket on the second side of the backing plate. The deviation may allow for a complementary fit with the pocket or recess.
[0014] A placa de base da placa de polímero pode se projetar a partir do desvio em todos os lados de tal modo que o desvio da placa de polímero é rodeado por uma tira de vedação de espessura reduzida.[0014] The base plate of the polymer plate may project from the bypass on all sides such that the polymer plate bypass is surrounded by a sealing strip of reduced thickness.
[0015] A placa de polímero e a placa de apoio podem ter o mesmo contorno da borda.[0015] The polymer plate and the backing plate may have the same edge contour.
[0016] A borda da placa de polímero pode ser deslocada para o centro em relação à borda da placa de apoio.[0016] The edge of the polymer plate can be moved to the center relative to the edge of the backing plate.
[0017] De acordo com uma outra forma de realização da invenção, pelo menos, um parafuso é fornecido para fixar a placa de polímero na sua posição sobre a placa de apoio.[0017] According to another embodiment of the invention, at least one screw is provided to fix the polymer plate in its position on the support plate.
[0018] Especialmente, uma pluralidade de parafusos pode ser fornecida em um arranjo distribuído.[0018] Especially, a plurality of screws can be provided in a distributed arrangement.
[0019] Além disso, um meio de travamento pode ser fornecido na margem da placa de polímero, que pode interagir com a parede lateral do bolso da placa de apoio.[0019] Additionally, a locking means may be provided at the edge of the polymer plate, which may interact with the side wall of the backing plate pocket.
[0020] Especialmente, o meio de travamento pode compreender uma junta de chave e fenda que se estende ao longo da margem da referida placa de polímero. De um modo preferido, em um dos lados da plataforma de sustentação, uma placa de fixação removível pode ser fornecida, a qual pode permitir que a placa de polímero seja inserida a partir do um lado sendo deslizada nele, quando a referida placa de fixação é removida, e que pode fechar o bolso e pode fixar a placa de polímero no bolso na sua posição de ser deslizada, quando a placa de fixação é presa à placa de apoio.[0020] Especially, the locking means may comprise a screwdriver joint extending along the edge of said polymer plate. Preferably, on one side of the support platform, a removable fixing plate may be provided, which can allow the polymer plate to be inserted from the one side by being slid thereon, when said fixing plate is removed, and which can close the pocket and can fix the polymer plate in the pocket in its position of being slid, when the fixing plate is attached to the backing plate.
[0021] A placa de fixação pode ser presa à placa de apoio, de preferência por meio de parafusos de fixação.[0021] The fixing plate can be secured to the support plate, preferably using fixing screws.
[0022] De acordo com uma realização adicional da invenção, é fornecida uma unidade hidrogeradora que pode ser equipada com um sustentador segmentado, o qual pode compreender uma pluralidade de plataformas de sustentação, em que as plataformas de sustentação são configuradas de acordo com a invenção.[0022] According to a further embodiment of the invention, a hydrogen generating unit is provided that can be equipped with a segmented support, which can comprise a plurality of support platforms, wherein the support platforms are configured in accordance with the invention .
[0023] Em um exemplo da invenção, a parte de polímero pode ser feita pelo menos parcialmente de poliéterétercetona (PEEK). O PEEK é um material preferido com propriedades vantajosas em termos de resistência do material, tornando o PEEK superior a outros polímeros. Em outro exemplo, a parte de polímero pode ser feita pelo menos parcialmente de politetrafluoretileno (PTFE). O polímero pode ter pelo menos um material de enchimento. A parte de polímero pode ser feita a partir de uma composição de diferentes polímeros e diferentes graus de polímeros. Em um outro exemplo da invenção, o pelo menos um material de enchimento pode ser fibras de carbono e/ ou grafite.[0023] In an example of the invention, the polymer part can be made at least partially from polyetheretherketone (PEEK). PEEK is a preferred material with advantageous properties in terms of material strength, making PEEK superior to other polymers. In another example, the polymer portion may be made at least partially of polytetrafluoroethylene (PTFE). The polymer may have at least one filler material. The polymer part can be made from a composition of different polymers and different grades of polymers. In another example of the invention, the at least one filler material can be carbon fibers and/or graphite.
[0024] De acordo com uma realização adicional da invenção, é fornecida uma placa de polímero adequada para combinar com uma placa de apoio de uma plataforma de sustentação, em que a placa de polímero compreende preferencialmente uma placa de base e um desvio saliente da placa de base. De preferência, o desvio é disposto para se ajustar em um bolso complementar na placa de apoio. A placa de base da placa de polímero pode se projetar a partir do desvio, de modo que o desvio da placa de polímero seja cercado por uma tira de vedação de espessura reduzida.[0024] According to a further embodiment of the invention, there is provided a polymer plate suitable for combining with a support plate of a support platform, wherein the polymer plate preferably comprises a base plate and an offset protruding from the plate. base. Preferably, the offset is arranged to fit into a complementary pocket in the backing plate. The base plate of the polymer plate may project from the bypass so that the polymer plate bypass is surrounded by a sealing strip of reduced thickness.
[0025] De acordo com uma realização adicional da invenção, é fornecida uma plataforma de sustentação hidrodinâmica que pode compreender uma placa de polímero e, de preferência, uma placa de apoio. A placa de polímero compreende de preferência uma placa de base e um desvio saliente da placa de base. De preferência, o desvio é disposto para se ajustar em um bolso complementar na placa de apoio. A placa de base da placa de polímero pode se projetar a partir do desvio, de modo que o desvio da placa de polímero seja cercado por uma tira de vedação de espessura reduzida.[0025] According to a further embodiment of the invention, a hydrodynamic support platform is provided which may comprise a polymer plate and, preferably, a support plate. The polymer plate preferably comprises a base plate and an offset protruding from the base plate. Preferably, the offset is arranged to fit into a complementary pocket in the backing plate. The base plate of the polymer plate may project from the bypass so that the polymer plate bypass is surrounded by a sealing strip of reduced thickness.
[0026] A placa de polímero de acordo com a invenção é formada de tal maneira que é mais fina em torno de sua borda do que em comparação com a área definida pelo desvio. Devido a esse arranjo, a placa apresenta maior rigidez em torno de sua borda. A placa é mais elástica dentro de sua área interna, de modo que é mais deformável que a borda da placa.[0026] The polymer plate according to the invention is formed in such a way that it is thinner around its edge than compared to the area defined by the offset. Due to this arrangement, the plate has greater rigidity around its edge. The plate is more elastic within its inner area, so it is more deformable than the edge of the plate.
[0027] A diferença na capacidade de deformação permite a criação de um recesso côncavo ou bolso na superfície da placa em que óleo lubrificante pode fluir quando o sustentador estiver sob uma carga de sustentação quando a placa está engatada com a placa de apoio. O bolso aumenta a capacidade de manter a pressão do filme de óleo hidrodinâmico e aumenta a capacidade de carga do sustentador. Em particular, o bolso reduz a perda de óleo ao longo das bordas laterais da plataforma de sustentação, e uma melhor vedação ao longo das bordas laterais da plataforma de sustentação.[0027] The difference in deformation capacity allows the creation of a concave recess or pocket in the surface of the plate into which lubricating oil can flow when the supporter is under a support load when the plate is engaged with the backing plate. The pocket increases the pressure-maintaining ability of the hydrodynamic oil film and increases the load-bearing capacity of the sustainer. In particular, the pocket reduces oil loss along the side edges of the support platform, and a better seal along the side edges of the support platform.
[0028] Portanto, a invenção permite vantajosamente a criação de uma tira de vedação em torno do sustentador, permitindo uma maior capacidade de carga e/ ou uma maior margem de segurança operacional.[0028] Therefore, the invention advantageously allows the creation of a sealing strip around the supporter, allowing a greater load capacity and/or a greater operational safety margin.
[0029] Deve ser apreciado que um ou mais dos aspectos, formas de realização e características de qualquer um dos aspectos acima ou formas de realização da invenção possam ser facilmente combinados, como será prontamente aparente para o técnico no assunto.[0029] It should be appreciated that one or more of the aspects, embodiments and characteristics of any of the above aspects or embodiments of the invention can be easily combined, as will be readily apparent to the person skilled in the art.
[0030] A presente invenção deve agora ser explicada mais de perto por meio de diferentes formas de realização e com referência aos desenhos anexos.[0030] The present invention should now be explained more closely by means of different embodiments and with reference to the attached drawings.
[0031] A Figura 1 mostra uma vista em corte de um sustentador do estado da técnica do tipo de bronze sinterizado.[0031] Figure 1 shows a sectional view of a state-of-the-art sintered bronze type supporter.
[0032] A Figura 2 mostra uma vista em corte de um sustentador do estado da técnica do tipo malha de arame soldado.[0032] Figure 2 shows a sectional view of a state-of-the-art supporter of the welded wire mesh type.
[0033] A Figura 3 mostra uma vista em corte de um sustentador do estado da técnica do tipo de matriz de ranhuras.[0033] Figure 3 shows a sectional view of a prior art support of the slot matrix type.
[0034] A Figura 4 mostra uma vista lateral em perspectiva de uma placa de polímero de acordo com uma forma de realização da invenção.[0034] Figure 4 shows a perspective side view of a polymer plate according to an embodiment of the invention.
[0035] A Figura 5 mostra uma vista lateral em perspectiva de uma respectiva plataforma de sustentação a ser removível combinada com a placa de polímero da Figura 4.[0035] Figure 5 shows a perspective side view of a respective support platform to be removable combined with the polymer plate of Figure 4.
[0036] A Figura 6 mostra uma vista lateral em perspectiva no lado superior da plataforma de sustentação combinando a placa de polímero da Figura 4 e a plataforma de sustentação da Figura 5.[0036] Figure 6 shows a perspective side view on the upper side of the support platform combining the polymer plate of Figure 4 and the support platform of Figure 5.
[0037] A Figura 7 mostra uma vista lateral em perspectiva do lado inferior da plataforma de plataforma de sustentação combinando a placa de polímero da Figura 4 e a plataforma de sustentação da Figura 5.[0037] Figure 7 shows a perspective side view of the underside of the support platform platform combining the polymer plate of Figure 4 and the support platform of Figure 5.
[0038] A Figura 8 mostra uma plataforma de sustentação de acordo com outra forma de realização da invenção, com a Figura 8(a) sendo uma vista superior, a Figura 8(b) sendo uma vista em corte e a Figura 8(c) mostrando um detalhe da região da borda da plataforma.[0038] Figure 8 shows a support platform according to another embodiment of the invention, with Figure 8(a) being a top view, Figure 8(b) being a sectional view and Figure 8(c ) showing a detail of the platform edge region.
[0039] A Figura 9 mostra uma plataforma de sustentação de acordo com uma outra forma de realização da invenção, com a Figura 9(a) sendo uma vista inferior e a Figura 9(b) sendo uma vista em corte.[0039] Figure 9 shows a support platform according to another embodiment of the invention, with Figure 9(a) being a bottom view and Figure 9(b) being a sectional view.
[0040] A Figura 10 mostra um meio de travamento da plataforma de sustentação de acordo com uma forma de realização adicional da invenção, com a Figura 10(a) mostrando o meio de travamento em uma configuração desengatada e a Figura 10(b) mostrando o meio de travamento em uma configuração engatada.[0040] Figure 10 shows a support platform locking means in accordance with a further embodiment of the invention, with Figure 10(a) showing the locking means in a disengaged configuration and Figure 10(b) showing the locking means in an engaged configuration.
[0041] O design da plataforma de placa de polímero da presente invenção é uma abordagem simplificada, que permite reduzir os custos de fabricação em relação às plataformas revestidas de polímero enquanto aprimora suas principais vantagens, como alta resistência termomecânica e baixo desgaste sob um regime de lubrificação misto.[0041] The polymer plate platform design of the present invention is a simplified approach, which allows it to reduce manufacturing costs relative to polymer coated platforms while enhancing its main advantages, such as high thermomechanical strength and low wear under a regime of mixed lubrication.
[0042] De acordo com a invenção, a placa de polímero é colocada em um bolso usinado dentro de uma plataforma de sustentação de aço. A placa de polímero apresenta um desvio que se encaixa exatamente no bolso, o que resulta em uma conexão firme e intertravada de ambas as partes. Em operação, as forças de atrito e contato ao redor da placa são suficientes para manter a placa no lugar, mesmo sob condições extremas (por exemplo, ruptura do sustentador).[0042] According to the invention, the polymer plate is placed in a machined pocket within a steel support platform. The polymer plate features an offset that fits exactly into the pocket, resulting in a firm, interlocking connection of both parts. In operation, the friction and contact forces around the plate are sufficient to hold the plate in place, even under extreme conditions (e.g. supporter rupture).
[0043] Uma segunda característica importante do design da placa de polímero de acordo com a invenção pode ser uma tira de vedação ao redor da borda da plataforma. Devido à sua espessura menor (maior rigidez), ela se deforma menos (que a placa mais grossa dentro da borda) sob a pressão do filme lubrificante. Esse efeito permite criar uma forma de bolso côncavo do filme lubrificante, que mantém a pressão e aumenta a capacidade de carga do sustentador.[0043] A second important feature of the design of the polymer plate according to the invention may be a sealing strip around the edge of the platform. Due to its smaller thickness (greater rigidity), it deforms less (than the thicker plate inside the edge) under the pressure of the lubricating film. This effect makes it possible to create a concave pocket shape of the lubricating film, which maintains pressure and increases the bearing capacity of the supporter.
[0044] As Figuras 4 a 7 mostram uma primeira forma de realização da plataforma de sustentação de acordo com a invenção. Como a plataforma de sustentação (16) das Figuras 6 e 7 é um segmento de um sustentador anular em forma de anel, o contorno externo da plataforma de sustentação (16) é quase trapezoidal. As partes principais do sustentador são uma placa de polímero (10) (Figura 4) e uma plataforma de apoio de metal (13) (Figura 5).[0044] Figures 4 to 7 show a first embodiment of the support platform according to the invention. As the support platform (16) of Figures 6 and 7 is a segment of a ring-shaped annular support, the outer contour of the support platform (16) is almost trapezoidal. The main parts of the support are a polymer plate (10) (Figure 4) and a metal support platform (13) (Figure 5).
[0045] A plataforma de apoio (13) compreende uma placa de apoio (14) com um recesso ou bolso (15) sendo fornecido no seu lado superior. O bolso (15), que pode ser usinado, tem neste exemplo uma profundidade constante e se estende por grande parte da área do lado superior da placa de apoio (14), mas ainda é cercado por uma pequena borda, onde o material da placa de apoio (14) não foi removido. No entanto, outras configurações do bolso, especialmente com uma profundidade variável, são possíveis dentro do escopo da presente invenção.[0045] The support platform (13) comprises a support plate (14) with a recess or pocket (15) being provided on its upper side. The pocket (15), which can be machined, has in this example a constant depth and extends over much of the area of the upper side of the backing plate (14), but is still surrounded by a small lip, where the plate material support (14) has not been removed. However, other pocket configurations, especially with a variable depth, are possible within the scope of the present invention.
[0046] A placa de polímero (10) compreende uma placa de base (11) de uma primeira espessura com um desvio (12) de uma segunda espessura que se adiciona à referida primeira espessura. Os contornos da borda do referido desvio (12) e da segunda espessura são tais que o desvio (12) se encaixa exatamente no bolso (15) da placa de apoio (14), quando a placa de polímero (10) é combinada de cabeça para baixo com a referida placa de apoio (14) (Figuras 6 e 7). A placa de base (11) tem a mesma forma e extensão que a placa de apoio (14), de modo que um ajuste perfeito seja alcançado. O contorno da borda do desvio (12) e do bolso (15) tem bordas arredondadas para evitar efeitos de entalhe.[0046] The polymer plate (10) comprises a base plate (11) of a first thickness with an offset (12) of a second thickness that is added to said first thickness. The contours of the edge of said offset (12) and the second thickness are such that the offset (12) fits exactly into the pocket (15) of the backing plate (14), when the polymer plate (10) is combined head-first. downwards with said support plate (14) (Figures 6 and 7). The base plate (11) has the same shape and extension as the support plate (14), so that a perfect fit is achieved. The contour of the edge of the bypass (12) and the pocket (15) have rounded edges to avoid notching effects.
[0047] O desvio (12) da placa de polímero (10) é cercado por uma pequena margem de primeira espessura, que atua como uma tira de vedação (plsup), quando a placa de polímero (10) e a placa de apoio (14) são combinadas, como mostrado na Figura 6. Como foi explicado anteriormente, devido à sua menor espessura (maior rigidez), ela se deforma menos que a parte mais espessa do desvio sob a pressão do filme lubrificante. Esse efeito permite criar uma forma de bolso côncavo do filme lubrificante, que mantém a pressão e aumenta a capacidade de carga do sustentador.[0047] The offset (12) of the polymer plate (10) is surrounded by a small margin of first thickness, which acts as a sealing strip (plsup), when the polymer plate (10) and the support plate ( 14) are combined, as shown in Figure 6. As explained previously, due to its smaller thickness (greater rigidity), it deforms less than the thicker part of the bypass under the pressure of the lubricating film. This effect makes it possible to create a concave pocket shape of the lubricating film, which maintains pressure and increases the bearing capacity of the supporter.
[0048] A placa de polímero de desvio simples (10) da Figura 4 pode ser fixada na placa de apoio (14) com cola (não mostrada) como uma solução de salvaguarda que impede a separação na direção para cima.[0048] The single deflection polymer plate (10) of Figure 4 can be fixed to the backing plate (14) with glue (not shown) as a safeguard solution that prevents separation in the upward direction.
[0049] Além disso ou como alternativa, em uma plataforma de sustentação (17) (Figura 8), a placa de polímero (19, 20) com a placa de base (19), o desvio (20) e a margem de vedação (19a) podem ser fixadas na placa de apoio (18) com (quatro) parafusos (21) (na bordas) como uma solução de salvaguarda que impede a separação na direção ascendente. Os orifícios dos rebites (22) mostrados na Figura 8 são usados para montar a plataforma de sustentação (17).[0049] Additionally or alternatively, on a support platform (17) (Figure 8), the polymer plate (19, 20) with the base plate (19), the deviation (20) and the sealing margin (19a) can be fixed to the support plate (18) with (four) screws (21) (at the edges) as a safeguard solution that prevents separation in the upward direction. The rivet holes (22) shown in Figure 8 are used to mount the support platform (17).
[0050] Além disso, como mostrado na Figura 9, a placa de polímero (25) é encaixada na plataforma de sustentação (23) e fixada de forma removível por um meio de travamento (25b). As paredes laterais do desvio da placa de polímero e da tira de vedação (25a) interagem com a parede lateral do referido bolso da placa de apoio (24). O meio de travamento compreende, de preferência, uma junta de chave e fenda (29) que se estende ao longo da margem da placa de polímero (25). Em um lado da plataforma de sustentação (23) é fornecida uma placa de fixação removível (26), que permite que a referida placa de polímero (25) seja inserida a partir do referido lado, sendo deslizada para dentro quando a placa de fixação (26) é removida. A placa de fixação (26) então fecha o referido bolso e fixa a placa de polímero (25) no referido bolso em sua posição de deslizamento, quando a placa de fixação (26) é presa à placa de apoio (24) por meio de (dois) parafusos de fixação (28). Novamente, os furos de rebite (27) são fornecidos na placa de apoio (24) para montagem da plataforma de sustentação (23). Além disso, os furos roscados (33) podem ser fornecidos para um acessório adicional da configuração.[0050] Furthermore, as shown in Figure 9, the polymer plate (25) is fitted to the support platform (23) and removably fixed by a locking means (25b). The side walls of the polymer plate bypass and sealing strip (25a) interact with the side wall of said backing plate pocket (24). The locking means preferably comprises a screwdriver joint (29) extending along the edge of the polymer plate (25). On one side of the support platform (23) a removable fixing plate (26) is provided, which allows said polymer plate (25) to be inserted from said side, being slid inwards when the fixing plate (25) is inserted. 26) is removed. The fixing plate (26) then closes said pocket and fixes the polymer plate (25) in said pocket in its sliding position, when the fixing plate (26) is secured to the backing plate (24) by means of (two) fixing screws (28). Again, rivet holes (27) are provided in the support plate (24) for mounting the support platform (23). Additionally, threaded holes (33) can be provided for an additional configuration accessory.
[0051] Um meio de travamento alternativo (125b) é mostrado na Figura 10(a) em um estado desengatado e na Figura 10(b) em um estado engatado. Uma placa de polímero (125) é engatada com uma plataforma de placa de apoio (124) e fixada de forma removível pelo meio de travamento alternativo (125b). As faces das paredes laterais (126) do desvio (112) da placa de polímero (125) não são perpendiculares ao plano da placa de polímero (125), mas são inclinadas em um ângulo α. De preferência, o ângulo é de 1,4°.[0051] An alternative locking means (125b) is shown in Figure 10(a) in a disengaged state and in Figure 10(b) in an engaged state. A polymer plate (125) is engaged with a backing plate platform (124) and removably secured by the reciprocating locking means (125b). The faces of the side walls (126) of the offset (112) of the polymer plate (125) are not perpendicular to the plane of the polymer plate (125), but are inclined at an angle α. Preferably the angle is 1.4°.
[0052] As paredes laterais (127) do recesso (115) também estão inclinadas para coincidir com as paredes laterais (126) da placa de polímero (125), de modo que a placa de polímero (125) possa ser presa à plataforma de suporte (124) por um encaixe.[0052] The side walls (127) of the recess (115) are also angled to match the side walls (126) of the polymer plate (125), so that the polymer plate (125) can be secured to the platform. support (124) by a fitting.
[0053] A altura h da placa de polímero (125) é de preferência 8 mm e a profundidade d do recesso (115) é de preferência 4 mm. A largura das porções inclinadas é de preferência 0,1 mm.[0053] The height h of the polymer plate (125) is preferably 8 mm and the depth d of the recess (115) is preferably 4 mm. The width of the inclined portions is preferably 0.1 mm.
[0054] Em geral, insertos, nervuras, rebites e outras juntas semelhantes, usinados ou fixados na placa de base, que podem impedir que a placa de polímero se mova lateralmente e se solte da placa de base, podem ser fornecidos na presente invenção antes da introdução da placa de polímero, que deve se encaixar nessa superfície da placa de base.[0054] In general, inserts, ribs, rivets and other similar joints, machined or attached to the base plate, which can prevent the polymer plate from moving laterally and detaching from the base plate, may be provided in the present invention before of introducing the polymer plate, which must fit into this surface of the base plate.
[0055] Qualquer combinação das variantes listadas acima pode ser usada dentro da invenção. As plataformas de sustentação divulgadas são aplicáveis para sustentadores de empuxo e guia.[0055] Any combination of the variants listed above can be used within the invention. The disclosed support platforms are applicable for thrust and guide sustainers.
[0056] Em resumo, a nova solução apresenta placa de apoio separada e componentes de superfície deslizante que podem ser facilmente separados, por exemplo, durante a manutenção. Os designs do estado da técnica para sustentadores revestidos com polímero são baseados em uma ancoragem mecânica entre o suporte metálico e o próprio polímero. Esses designs usam bronze sinterizado, uma malha de arame soldada ou uma série de pequenas ranhuras usinadas na parte traseira do sustentador. A característica comum de todas essas soluções é que, uma vez criada a camada intermediária, o polímero é pressionado sob alta temperatura e pressão. Uma vez que os dois componentes estão ligados, não há como desconectá-los sem destruir a conexão da camada de polímero, e não pode ser substituído caso não haja danos na superfície de deslizamento devido a desgaste ou ruptura do sustentador.[0056] In summary, the new solution features separate backing plate and sliding surface components that can be easily separated, for example, during maintenance. Prior art designs for polymer coated supports are based on a mechanical anchorage between the metal support and the polymer itself. These designs use sintered bronze, a welded wire mesh, or a series of small slots machined into the back of the support. The common feature of all these solutions is that once the intermediate layer is created, the polymer is pressed under high temperature and pressure. Once the two components are connected, there is no way to disconnect them without destroying the polymer layer connection, and they cannot be replaced unless there is damage to the sliding surface due to wear or rupture of the support.
[0057] Assim, as principais vantagens da solução proposta são: • Um design simplificado, que leva a menores custos de fabricação, mantendo as mesmas propriedades físicas do produto. A redução de custo estimada é igual a 50%, com base nos custos do protótipo, em comparação com o produto atual; • A manutenção em caso de falha do sustentador é simplificada e acelerada - em caso de danos, é necessário apenas substituir a placa de polímero; • O design de placa de polímero proposto é facilmente escalável. As dimensões do produto final são limitadas apenas pelas dimensões máximas das matérias-primas disponíveis no mercado; • Uma vantagem importante do design da placa de polímero proposto é a tira de vedação em torno da borda da plataforma. Devido à sua espessura menor (maior rigidez), ela se deforma menos (que a placa mais grossa dentro da borda) sob a pressão do filme lubrificante. Esse efeito permite criar uma forma de bolsa côncava central do filme lubrificante que mantém a pressão e aumenta a capacidade de carga do sustentador; • O processo de fabricação é simplificado; e • A solução permite a fácil substituição da camada de polímero em caso de falha do sustentador. LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA 10, 19, 25 placa de polímero 11, 19 placa de base 11a tira de vedação 12, 20 desvio 13 plataforma de apoio 14, 18, 24 placa de apoio 15 bolso 16, 17, 23 plataforma de sustentação 19a tira de vedação 21 parafuso 22, 27 orifício de rebite 25a tira de vedação 25b meio de travamento 26 placa de fixação 28 parafuso de fixação 29 junta de chave e fenda 30a, b, c base de metal 31a, b, c meio de ligação 32a, b, c camada de polímero 33 orifício roscado[0057] Therefore, the main advantages of the proposed solution are: • A simplified design, which leads to lower manufacturing costs, while maintaining the same physical properties of the product. The estimated cost reduction is equal to 50%, based on prototype costs, compared to the current product; • Maintenance in case of support failure is simplified and accelerated - in case of damage, it is only necessary to replace the polymer plate; • The proposed polymer plate design is easily scalable. The dimensions of the final product are limited only by the maximum dimensions of the raw materials available on the market; • An important advantage of the proposed polymer plate design is the sealing strip around the edge of the platform. Due to its smaller thickness (greater rigidity), it deforms less (than the thicker plate inside the edge) under the pressure of the lubricating film. This effect allows the creation of a central concave pocket shape of the lubricating film that maintains pressure and increases the load capacity of the supporter; • The manufacturing process is simplified; and • The solution allows easy replacement of the polymer layer in case of support failure. LIST OF REFERENCE NUMBERS 10, 19, 25 polymer plate 11, 19 base plate 11a sealing strip 12, 20 bypass 13 support platform 14, 18, 24 support plate 15 pocket 16, 17, 23 support platform 19a sealing strip 21 screw 22, 27 rivet hole 25a sealing strip 25b locking means 26 fixing plate 28 fixing screw 29 screwdriver gasket 30a, b, c metal base 31a, b, c connecting means 32a , b, c polymer layer 33 threaded hole
Claims (15)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IB2017001610 | 2017-12-01 | ||
| IBPCT/IB2017/001610 | 2017-12-01 | ||
| PCT/IB2017/001753 WO2019106404A1 (en) | 2017-12-01 | 2017-12-27 | Bearing pad for a hydro-generating unit and hydro-generating unit with such a bearing pad |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112020010434A2 BR112020010434A2 (en) | 2020-11-24 |
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Family
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