ES2199921T3 - Conjunto de ventilacion de un anillo de estator. - Google Patents
Conjunto de ventilacion de un anillo de estator.Info
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Abstract
Un conjunto de ventilación (2) de un anillo (1) de estator, compuesto de conductos ramificados que comprenden conductos de alimentación (5), distribuidores (4) y rampas (3) adyacentes al anillo y provistas de perforaciones (12) de soplado de gas dirigidas hacia el anillo, estando las rampas compuestas por pares de semicoquillas o valvas (7, 8) que constan de una brida (9) y de un reborde (10) que rodea la brida, estando los pares de valvas unidos por los rebordes, caracterizado porque los distribuidores comprenden carretes (15) de arriostramiento entre las rampas y provistos de bordes de extremo (16) formados de modo que se ajustan sobre aberturas (13) de las partes (14) laterales de las bridas.
Description
Conjunto de ventilación de un anillo de
estator.
Esta memoria trata de un conjunto de ventilación
de un anillo de estator como el definido en el preámbulo de la
reivindicación 1. Un conjunto de esa clase se conoce por el
documento US-A-5399066 y está
destinado a encauzar un gas a una temperatura determinada hasta un
anillo de estator de una turbomáquina, con el fin de regular o
ajustar su diámetro y el juego que formará con los extremos de los
álabes del rotor que gire en él.
Tales conjuntos de ventilación se utilizan
corrientemente en los turborreactores y consisten en conductos que
se ramifican repetidas veces y cuyos extremos están provistos de
perforaciones para soplar gas y especialmente aire por gran número
de puntos del anillo, repartidos juiciosamente. Con mucha
frecuencia, los conductos terminales son rampas que discurren en
torno a los anillos, con forma de arco de círculo y que abarcan una
parte de su perímetro. También frecuentemente, el gas es soplado en
dirección axial, sobre nervios o nervaduras exteriores del anillo
en vez de sobre el anillo mismo, a fin de que el diámetro sea
controlado por dichos nervios que son más rígidos y rigen por tanto
las deformaciones del anillo propiamente dicho.
El conjunto que se describirá en esta memoria se
caracteriza porque es fácil de fabricar, a pesar del gran número de
conductos que en general es preciso emplear, y fácil de ensamblar
en el anillo a pesar de las complicaciones que pueden originar las
dilataciones térmicas diferenciales en distintos momentos del
funcionamiento de la máquina.
En su forma más general, la invención concierne
pues a un conjunto de ventilación de un anillo de estator compuesto
por conductos ramificados que comprenden conductos de alimentación,
distribuidores y rampas adyacentes al anillo y provistas de
perforaciones de soplado de gas dirigidas hacia el anillo,
caracterizado porque las rampas están compuestas por pares de
semicoquillas o valvas que constan de una brida y de un reborde que
rodea la brida, estando los pares de valvas unidos por los rebordes,
y porque los distribuidores comprenden carretes de arriostramiento
entre las rampas y provistos de bordes de extremo formados de modo
que se ajustan sobre aberturas de los cuellos o pestañas laterales
de las bridas.
Otros aspectos característicos y ventajas de la
invención se manifestarán con más claridad con la descripción de
las figuras siguientes:
\bullet la figura 1 es una vista general del
conjunto,
\bullet la figura 2 es una vista de un
distribuidor en la ramificación de un conducto,
\bullet la figura 3 expone un modo de apoyo o
soporte del conjunto sobre el anillo,
\bullet y la figura 4 representa un grupo de
rampas en sección cerca de su extremo, así como un medio de
mantenimiento sobre el anillo.
Un anillo de estator 1 está asociado a un grupo
de conjuntos 2 de ventilación conformes con la invención, cada uno
de los cuales ocupa una parte de la circunferencia del anillo 1 y
comprende un grupo de rampas 3 paralelas y en arco de círculo, un
distribuidor 4 que permite repartir aire de ventilación entre todas
las rampas 3, y un conducto de alimentación 5 (que puede verse en
la figura 2) empalmado al distribuidor 4. Generalmente los
conductos de alimentación 5 se reúnen después de uno o de varios
otros distribuidores, los cuales sin embargo no se muestran porque
no son objeto de este invento; éste concierne más específicamente
al extremo de los conjuntos de ventilación 2, es decir, a las
partes de los mismos que están próximas al anillo 1 a ventilar.
Además, se verán unos medios de mantenimiento de las rampas 3 sobre
el anillo 1, que constan de reglas 6 cuyos extremos se sujetan al
anillo 1 y que cubren cada uno las extremidades de uno de los
grupos de rampas 3, cruzándolas.
Como se ve también en la figura 2, cada una de
las rampas 3 está compuesta por una semicoquilla o valva de
izquierda 7 y una valva de derecha 8, en las que cada una de éstas
está ensamblada con una de aquéllas. Más precisamente, cada una de
las valvas 7 y 8 de los dos géneros consta de una brida 9
sensiblemente plana y de un reborde 10 formado en torno a la brida
9, estando los rebordes 10 de los pares de valvas 7 y 8
complementarias puestos en prolongación y ajustados de modo que
constituyen una rampa única. Las valvas 7 y 8 pueden fabricarse con
una sencilla operación de estampación y las uniones entre los
rebordes 10 pueden llevarse a cabo por soldadura. Este modo de
fabricación es extremadamente simple y evita tener que mecanizar
tubos para conseguir las formas y las dimensiones deseadas, lo que
sería probablemente mucho más engorroso. Además, todas las valvas de
izquierda 7 podrán construirse en general a partir del mismo útil
que las valvas de derecha 8 que sean simétricas a las precedentes
respecto al plano de la junta. Esta similitud de conjunto no
excluiría ciertas diferencias de detalle. Por ejemplo, las valvas 7
y 8 podrían construirse con rebordes 10 de distinto ancho, por
ejemplo con el fin de favorecer la ventilación por las rampas 3 más
anchas. Un ejemplo de aplicación de este procedimiento se manifiesta
en la figura 2, en donde tres rampas 3 ventilan dos nervios 11,
estando colocada la rampa central entre ambos nervios 11 y
ventilando a los dos, lo que justifica que su anchura sea doble.
Los orificios de soplado 12 por los que escapa el aire de las rampas
3 se llevan a cabo a discreción antes o después de la estampación
de las valvas 7 y 8, no omitiendo, por ejemplo, más que las valvas
de extremo, las cuales no están colocadas delante de ninguno de los
nervios 11.
Otras aberturas, más anchas, llevan la referencia
13 y, salvo en una valva extrema 10, se realizan a través de las
partes laterales 14 de las bridas 9 para formar el distribuidor 4.
En este modo de realización las partes laterales 14 se extienden
lateralmente a partir de los centros de las bridas 9 y les son
coplanarias. Los extremos de las rampas 3 están cerrados por chapas
continuas que se les sueldan.
El distribuidor 4 consta además de carretes 15
con forma de cilindro corto que sirven de arriostramiento entre las
rampas 3 y con el conducto de alimentación 5. A menudo es ventajoso
que los carretes sean semejantes, pero también pueden ser
diferentes, especialmente en longitud. En general los carretes
comprenden unos bordes 16 de ajuste en las aberturas 13 de las
rampas 3, para mantenerlas en su lugar, y unos collarines 17 de
apoyo sobre las rampas 3 para definir la separación de éstas. El
distribuidor 4 se forma cuando los carretes 15 han sido soldados a
las rampas 3. No obstante, generalmente el conducto de distribución
5 es distinto al distribuidor 4 y puede deslizarse en el carrete 15
de entrada, estando sin embargo ajustada entre ellos una junta de
estanqueidad 18.
Para concluir con la figura 2, se observará que
uno de los carretes 15 consta de caras planas y opuestas 19 que
abrazan el extremo 20 (ampliado en este caso) del nervio 11 que se
superpone al carrete 15 correspondiente. La reducción del juego
axial entre el carrete 15 y la parte ensanchada del nervio 11
contribuye a asegurar el posicionamiento axial de los
distribuidores 4 sobre el anillo 1. Ello permite asegurar el
posicionamiento axial del distribuidor 4, ajustar lo más
precisamente los entrehierros entre las rampas 3 y los anillos de
control 11 y controlar lo mejor posible los cambios convectivos
creados por el baño de aire de los anillos 11. Se observará que el
segundo carrete abraza su anillo con un juego axial, para permitir
con ello las dilataciones relativas entre las cajas 4 y el cárter 1
sin generar una unión hiperestática y tensiones indeseadas.
La constitución del conjunto de ventilación con
elementos estandarizados y soldados entre sí es particularmente
sencilla y ventajosa. En el desarrollo de esta memoria, ahora se va
a describir cómo se sujeta el conjunto de ventilación 2 al anillo
1. La figura 3 muestra además que el extremo 20 de dicho nervio 11
tiene una entalladura en uve 21 en la que descansa,
autocentrándose, la parte central, cilíndrica, del carrete 15, lo
cual protege al distribuidor 4 contra movimientos radiales y
tangentes al anillo 1: se realiza un perfecto posicionamiento
radial, tangencial y de orientación según el eje del motor.
En relación con la figura 4, ahora se van a
describir completamente los medios de las reglas 6 para mostrar
como rematan el mantenimiento de las rampas 3. A un extremo del
anillo de estator 1 están unidas unas escuadras 22 por pernos de
fijación 23 y constan de una aleta 24 debajo de un extremo de la
regla 6; el otro extremo de ésta está colocado sobre un resalte 25
del anillo de estator 1. En la aleta 24 y en el resalte 25 están
atornillados unos pernos 26 y 27. Éstos pernos mantienen los
extremos de la regla 6 sobre aquéllos comprimiendo unos resortes 28
que se apoyan sobre la regla 6 por medio de arandelas 29. Un
montaje de este tipo tiene la propiedad de que permite dominar
mejor el esfuerzo de apoyo de las reglas 6 sobre las patillas 24 y
25. Si dicho efecto es excesivo, el ensamblado resulta rígido y no
permite la respiración térmica. El mejor control proviene del hecho
de que es más fácil calibrar el esfuerzo de compresión de un
resorte 28, por la altura del collarín de la copa 31, que ajustar el
esfuerzo de tracción de un perno 26 apretándolo con un par. Además,
la regla 6, a la cual están soldadas las rampas 3, está provista de
aberturas anchas 30 alrededor de los pernos 26 y 27, de manera que
puede desplazarse deslizando axial y tangencialmente respecto al
anillo de estator. Por lo tanto, este montaje flexible evita que se
produzcan tensiones internas excesivas en el conjunto de
ventilación 2, puesto que las rampas 3 tienen la facultad de
desplazarse por encima del anillo 1 sin ejercer demasiados
esfuerzos. Generalmente dichos desplazamientos relativos son
debidos a dilataciones térmicas diferenciales. El apoyo de uno de
los carretes 15 en el extremo 20 del nervio 11 correspondiente
ofrece también alguna flexibilidad al permitir al conjunto de
ventilación 2 desplazarse a los extremos, al tiempo que es
solicitado hacia el anillo 1 de estator y hacia el fondo en uve 21
gracias a los resortes 28. Esta flexibilidad es preciosa al permitir
absorber las dilataciones térmicas diferenciales inevitables con un
aparellaje de esta clase.
Claims (7)
1. Un conjunto de ventilación (2) de un anillo
(1) de estator, compuesto de conductos ramificados que comprenden
conductos de alimentación (5), distribuidores (4) y rampas (3)
adyacentes al anillo y provistas de perforaciones (12) de soplado
de gas dirigidas hacia el anillo, estando las rampas compuestas por
pares de semicoquillas o valvas (7, 8) que constan de una brida (9)
y de un reborde (10) que rodea la brida, estando los pares de
valvas unidos por los rebordes, caracterizado porque los
distribuidores comprenden carretes (15) de arriostramiento entre las
rampas y provistos de bordes de extremo (16) formados de modo que
se ajustan sobre aberturas (13) de las partes (14) laterales de las
bridas.
2. Un conjunto de ventilación de un anillo de
estator según la reivindicación 1, caracterizado porque las
valvas tienen bridas idénticas, pero rebordes que pueden tener
anchos diferentes.
3. Un conjunto de ventilación de un anillo de
estator según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque comprende entalladuras en uve (21) en
nervios (11), en las que se apoyan los carretes (15),
autocentrándose, asegurando así un posicionamiento perfecto de los
distribuidores sobre el anillo (1) de manera radial,
tangencialmente y de
\hbox{orientación}según el eje del motor.
4. Un conjunto de ventilación de un anillo de
estator según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque comprende, sobre uno de los carretes,
superficies planas (19), paralelas a las rampas, de apoyo sobre un
nervio (11) del anillo (1) de estator y porque el nervio (11) se
amplía localmente para reducir el juego axial con dicho carrete,
para asegurar el posicionamiento axial de los distribuidores (4)
sobre el anillo (1).
5. Un conjunto de ventilación de un anillo de
estator según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque comprende reglas (6) de mantenimiento
de las rampas hacia el anillo de estator, que cubren las rampas (3)
cruzándolas y sujetas al anillo de estator.
6. Un conjunto de ventilación de un anillo de
estator según la reivindicación 5, caracterizado porque las
reglas de mantenimiento están sujetas al anillo de estator por
medio de uniones elásticas en la dirección del anillo de
estator.
7. Un conjunto de ventilación de un anillo de
estator según una cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6,
caracterizado porque las reglas de mantenimiento están
sujetas al anillo del estator por uniones (26, 27) que permiten un
desplazamiento de deslizamiento de las reglas a los extremos.
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