ES2251446T3 - Dispositivo de bloqueo de alabes con uniones tipo martillo de un disco. - Google Patents
Dispositivo de bloqueo de alabes con uniones tipo martillo de un disco.Info
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Abstract
Disco de turbomáquina (1) que comprende: - una ranura periférica (2), - álabes que comprenden pies (7) con unión del tipo martillo retenidos en la citada ranura (2) por cooperación de forma con las paredes laterales (3a, 3b) de esta última, y - un dispositivo de bloqueo de los álabes (8) en la ranura periférica (2), comprendiendo el citado dispositivo de bloqueo un elemento de enclavamiento (16) susceptible de ser montado de nuevo en un alojamiento de bloqueo (8a, 8b) dispuesto en las paredes laterales (3a, 3b) de la citada ranura (2) mediante la acción de un tornillo de maniobra (17) radial cuya cabeza (41) está en apoyo sobre el fondo de la ranura (2), comprendiendo además el citado dispositivo (8) un cuerpo (15) dispuesto entre los pies (7) de un par de álabes (8a, 8b) y teniendo una sección adaptada a la sección de la citada ranura (2), caracterizado por el hecho de que el citado cuerpo (15) comprende una base inferior (20) situada sobre el fondo de la ranura (2) y una abertura radial pasante (22) de sección no circular en la cual el elemento de enclavamiento (16) está montado deslizante bajo la acción del tornillo de maniobra (17), y por el hecho de que la cabeza de tornillo (41) está dimensionada de manera que permanece aprisionada entre el fondo de la ranura (2) y la base (20) del cuerpo (15).
Description
Dispositivo de bloqueo de álabes con uniones tipo
martillo en un disco.
La invención concierne a un dispositivo de
bloqueo de los álabes en la ranura periférica de un disco de
turbomáquina, comprendiendo los citados álabes pies de unión del
tipo martillo susceptibles de ser introducidos en la citada ranura
a través de una ventana de carga y mantenidos en la citada ranura
mediante cooperación de forma con las paredes laterales de esta
última, siendo el citado dispositivo de bloqueo susceptible de ser
introducido en la citada ranura a través de la citada ventana de
carga y comprendiendo un elemento de enclavamiento susceptible de
ser montado de nuevo en un alojamiento de bloqueo dispuesto en las
paredes laterales de la citada ranura por la acción de un tornillo
de maniobra radial cuya cabeza está en apoyo sobre el fondo de la
ranura.
Pueden preverse varios dispositivos de
enclavamiento de este tipo por etapa. En general, la cabeza de
tornillo que es más ancha que el vástago se aloja en una huella
dispuesta en el fondo de la ranura a la derecha del alojamiento de
bloqueo correspondiente. Por el hecho de que la cabeza del tornillo
sea más ancha que el vástago, el tornillo se hace imperdible. En
las construcciones actuales, el elemento de enclavamiento está
constituido por una excrescencia formada sobre la cara superior de
un cuerpo que en posición de enclavamiento del dispositivo está en
apoyo contra las paredes laterales de la ranura en la proximidad de
la garganta de la ranura. Este cuerpo presenta una base inferior
que, en posición de enclavamiento del dispositivo, está alejada de
la cabeza de tornillo, con el fin de permitir el deslizamiento del
citado cuerpo en la ranura en el curso del montaje de los álabes.
En efecto, para permitir este deslizamiento, la excrescencia
formada en el cuerpo debe encontrarse en la ranura, estando
entonces la base del cuerpo en apoyo sobre la cabeza de tornillo y
situada en la proximidad del fondo de la ranura.
Cuando el dispositivo está situado enfrente del
alojamiento de bloqueo, haciendo pivotar al conjunto de los álabes
alrededor del disco, se eleva el cuerpo hacia el exterior accionando
el tornillo de maniobra por medio de una llave que se adapta sobre
la extremidad del tornillo opuesta a la cabeza y situada en un
orificio dispuesto en las plataformas de los dos álabes adyacentes.
El mantenimiento de la excrecencia en el alojamiento de bloqueo se
efectúa por apoyo entre, por una parte, el cuerpo de bloqueo en
apoyo en la garganta del disco y, por otra parte, la cabeza de
tornillo alojada en una huella efectuada en el fondo de la ranura.
El sistema funciona según el tipo tornillo/tuerca y es frenado bien
sea por una deformación local, bien sea por una rosca adicional,
bien sea por cualquier otro medio.
Si se pierde el efecto de apoyo, sólo el
autofreno retiene el tornillo e impide que la excrescencia se
escape del alojamiento de bloqueo.
Por construcción, la pieza monobloque constituida
por el cuerpo y su excrescencia no comprende medios de guía
imperativos durante su deslizamiento en la ranura durante el
montaje. La cabeza de tornillo puede, por consiguiente, ser mal
colocada en su huella durante el apriete, lo que puede traducirse en
un desplazamiento ulterior de la cabeza de tornillo en el curso
del funcionamiento de la turbomáquina y por una pérdida del efecto
de apoyo. El apriete del tornillo mal posicionado puede igualmente
producir un gripado del roscado, lo que puede asegurar un
mantenimiento de la excrescencia en el alojamiento de bloqueo, pero
lo que provoca ulteriormente dificultades para desmontar el
dispositivo durante las operaciones de mantenimiento.
Además, cuando la turbomáquina está en
funcionamiento, el tornillo está sometido a fuerzas centrífugas
considerables, las cuales, si se pierde el efecto de apoyo, pueden
provocar una rotación del tornillo que sale entonces en la vena de
gas, lo que, a la larga, puede liberar la excrescencia del
alojamiento de bloqueo durante la parada de la turbomáquina.
El documento GB 659 592 describe un dispositivo
de bloqueo de los álabes en la ranura periférica de un disco de
turbomáquina. El dispositivo propuesto no es, sin embargo,
satisfactorio.
El objetivo de la invención es proponer un
dispositivo de bloqueo del tipo mencionado en el preámbulo que, en
modo de funcionamiento de la turbomáquina, no pueda desbloquearse y
que evita el gripado del tornillo durante el montaje.
La invención alcanza su objetivo por el hecho de
que el elemento de enclavamiento está montado axialmente
deslizante en la abertura radial de un cuerpo que tiene una sección
adaptada a la ranura y por el hecho de que la cabeza de tornillo
está aprisionada entre el fondo de la ranura y la base del
cuerpo.
Así, el cuerpo es guiado durante su deslizamiento
en la ranura, lo que asegura una dirección radial precisa del eje
del tornillo y evita los gripados. Además, la cabeza de tornillo
está inmovilizada radialmente con relación al cuerpo, y la acción
de las fuerzas centrífugas sobre el elemento de enclavamiento, en
caso de aflojamiento parcial del tornillo, impide a éste girar, por
el hecho de que la cabeza de tornillo está entonces en apoyo
imperativo contra la base del cuerpo.
Más precisamente, el dispositivo propuesto está
caracterizado por el hecho de que el cuerpo comprende una base
inferior situada sobre el fondo de la ranura y una abertura radial
pasante de sección no circular en la cual el elemento de
enclavamiento está montado deslizante por la acción del tornillo de
maniobra, y por el hecho de que la cabeza de tornillo está
dimensionada de manera que quede aprisionada entre el fondo de la
ranura y la base del cuerpo.
Preferentemente, el dispositivo comprende además
medios para limitar la elevación del elemento de enclavamiento.
Los medios para limitar la elevación del elemento
de enclavamiento comprenden superficies de tope cooperantes
formadas en correspondencia sobre el elemento de enclavamiento y el
cuerpo.
Ventajosamente, el elemento de enclavamiento
puede estar escondido en el cuerpo. Esto garantiza el deslizamiento
del dispositivo en la ranura durante el montaje.
Otras ventajas y características de la invención
se harán evidentes con la lectura de la descripción siguiente,
hecha a título de ejemplo no limitativo y en referencia a los
dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista desde arriba de una
parte de disco de rueda no equipada con álabes;
- la figura 2 es una vista desde arriba de una
parte de disco de rueda equipada con álabes con unión del tipo
martillo inmovilizados mediante un dispositivo de enclavamiento de
acuerdo con la invención;
- la figura 3 es un corte según la línea
III-III de la figura 2, según un plano radial que
pasa por el eje de la turbomáquina, no estando los álabes
representados en esta figura en aras de la claridad;
- la figura 4 es una vista en perspectiva del
dispositivo de bloqueo de acuerdo con la invención;
- la figura 5 es una vista desde arriba del
cuerpo del dispositivo de bloqueo;
- la figura 6 es un corte, según la línea
VI-VI de la figura 5, del cuerpo del dispositivo de
bloqueo o enclavamiento;
- la figura 7 es un corte, según la línea
VII-VII de la figura 5, del cuerpo del dispositivo
de bloqueo;
- la figura 8 es una vista desde arriba del
elemento de enclavamiento;
- la figura 9 es un corte, según la línea
IX-IX de la figura 8, del elemento de
enclavamiento;
- la figura 10 es un corte, según la línea
X-X de la figura 8, del elemento de enclavamiento;
y
- la figura 11 es una vista lateral del tornillo
de maniobra.
La figura 3 muestra en corte un disco 1 de rueda
de turbomáquina que comprende en su periferia una ranura 2
destinada a mantener los pies de los álabes con unión del tipo
martillo. Esta ranura 2, delimitada por paredes laterales 3a y 3b
de sección curvilínea, se abre hacia el exterior por una garganta 4
que tiene una dimensión, en el sentido del eje de rotación de la
rueda, inferior a la dimensión de la cavidad 5 formada en el fondo
de la ranura 2. Los pies de los álabes tienen una sección según el
plano radial que pasa por el eje de rotación del disco 1 adaptada
a la sección de la ranura 2 con el fin de ser retenidos por
cooperación de forma.
La figura 1 es una vista desde arriba de una
parte del disco 1. Como se ve en esta figura 1, las paredes
laterales 3a y 3b comprenden, unas enfrente de otras, un primer par
de escotaduras radiales 6a y 6b que constituyen una ventana de
carga, que permiten la introducción de los pies 7 de los álabes 8
en la ranura 2 durante el montaje de estos álabes 8, así como un
segundo par de escotaduras radiales 9a, 9b que constituyen un
alojamiento para el bloqueo de un dispositivo de enclavamiento de
los álabes objeto de la invención. El segundo par de escotaduras
9a, 9b está desviado angularmente con relación al primer par de
escotaduras 6a, 6b una distancia igual al ángulo formado por dos
álabes consecutivos o un múltiplo de este ángulo. Se ha de notar
que el mismo disco 1 de rueda puede comprender varios dispositivos
de bloqueo de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra la misma parte de disco 1
equipada con sus álabes 8. Cada álabe 8 comprende, entre su pie 7
y su parte aerodinámica 10, una plataforma 11 que recubre la
periferia del disco 1, delimitando el conjunto de las plataformas
11 de los álabes 8 interiormente la vena del flujo gaseoso.
Para el montaje de los álabes 6 sobre el disco 1,
se procede de la misma manera. Se introduce sucesivamente el pie 7
de cada álabe 8 en la ranura 2 por la ventana constituida por el
primer par de escotaduras 6a, 6b y se hace deslizar el álabe 8 en
el sentido de la flecha F hasta que su plataforma 11 topa contra la
plataforma del álabe introducido precedentemente.
Todos los álabes 8 son idénticos, con la
excepción del penúltimo montado, referenciado 8a, y del último
montado, referenciado 8b, que presentan en los bordes adyacentes de
sus plataformas 11a y 11b muescas 12a y 12b que constituyen un
orificio 13 cuya función será explicada más adelante en la presente
memoria.
Tras la introducción del penúltimo álabe 8a en la
ranura 2, se introduce el dispositivo de bloqueo 14 mostrado en
perspectiva en la figura 4 por la ventana de carga en la ranura 2, a
continuación se coloca el pie 7 del último álabe 8b en la ventana
de carga entre el último álabe montado 8a y el primer álabe montado
y se hace deslizar el conjunto de todos los álabes 8, en el sentido
de la flecha F, un ángulo que corresponde a un medio de la medida
del ángulo entre dos álabes consecutivos, de tal manera que las
plataformas 11 y 11b del primer álabe montado y del último álabe
montado 8b estén unidas según el plano medio de la ventana de carga
constituida por el primer par de escotaduras 6a y 6b. En esta
posición, el dispositivo de bloqueo 14 dispuesto entre los pies 7
de los álabes 8a y 8b se encuentra enfrente del segundo par de
escotaduras 9a y 9b.
Las escotaduras 9a y 9b tienen unas dimensiones
axial y periférica inferiores a las de las escotaduras 6a y 6b de
la ventana de carga de los álabes 8, con el fin de evitar que los
álabes 8 se escapen cuando pasan por delante de estas escotaduras
9a y 9b.
Como se muestra en las figuras 3 y 4, el
dispositivo de bloqueo 14 está constituido por tres piezas, a saber
un cuerpo 15, mostrado en detalle en las figura 5 a 7, un elemento
de enclavamiento 16, mostrado en detalle en las figuras 8 a 10 y
un tornillo de maniobra 17 visible en la figura 11.
El cuerpo 15 tiene una sección según un plano
radial que pasa por el eje de rotación del disco 1, sensiblemente
igual a la de un pie 7 de álabe 8, a no ser que este cuerpo 15
presente una base inferior 20 situada a poca distancia del fondo
de la ranura 2 y que delimite con este fondo un espacio 21
suficiente para alojar la cabeza de tornillo 17, con el fin de que
el tornillo 17 esté prácticamente inmovilizado radialmente con
relación al cuerpo 15, como se explica más adelante en la presente
memoria. El cuerpo 15 se mantiene así en la ranura 2 por
cooperación de forma con las paredes laterales 3a y 3b de la ranura
2 y es guiado perfectamente en el curso de su deslizamiento en la
ranura 2. El cuerpo 15 comprende un orificio pasante radial 22, de
sección no circular, globalmente rectangular, en el cual desliza el
elemento de enclavamiento 16.
Las paredes del cuerpo 15, situadas enfrente de
los pies 7 de los álabes adyacentes 8a y 8b, comprenden cada una
de ellas una ventana, respectivamente 22a, 22b, abierta del lado de
la base 20, y cuyas paredes superiores 23a, 23b sirven para
limitar el desplazamiento vertical del elemento de enclavamiento 16
en el orificio pasante radial 22.
El elemento de enclavamiento 16 tiene una sección
sensiblemente igual a la sección del orificio pasante radial 22.
Su altura es sensiblemente igual a la altura del cuerpo 15, y
preferentemente esta altura es ligeramente inferior a la altura del
cuerpo 15, con el fin de que, en la posición bajada, mostrada en la
figura 4, el elemento de enclavamiento 16 quede totalmente
escondido en el orificio radial 22 del cuerpo 15. Esta posición
bajada corresponde a la posición de montaje o de desmontaje de los
álabes 8. El elemento de enclavamiento 16 presenta además un
taladro radial 30 provisto de una rosca 31 destinada a cooperar con
la rosca del vástago 40 del tornillo de maniobra 17. Sobre los
flancos del elemento de enclavamiento 16, situados enfrente de las
ventanas 22a y 22b del cuerpo 15, se forman topes laterales 32a y
32b que deslizan respectivamente en las ventanas 22a y 22b. Cuando
las caras superiores de los topes 32a y 32b se apoyan contra las
paredes superiores 23a y 23b de las ventanas 22a y 22b, como se ve
en la figura 3, la parte superior del elemento de enclavamiento 16
emerge por encima del cuerpo 15 y se aloja en parte en las segundas
escotaduras 9a y 9b. En esta posición el cuerpo 15 es inmovilizado
en la ranura 2, lo que bloquea el conjunto de los álabes 8.
El tornillo de maniobra 17 comprende una cabeza
de tornillo 41 de gran tamaño que se aloja en el espacio 21
delimitado por la base 20 del cuerpo 15 y el fondo de la ranura 2.
El diámetro de esta cabeza 41 es tal que su cara superior 42 puede
estar en apoyo contra la base 20 del cuerpo 15. La extremidad 43
del tornillo de maniobra 17 opuesta a la cabeza de tornillo 41 se
aloja en el orificio 13 formado por las muescas 12a y 12b de las
plataformas 11a y 11b. Esta extremidad 43 está provista de medios
que cooperan con una llave de apriete, una llave de 6 caras o una
llave "Allen", por ejemplo.
Antes de montar el dispositivo de bloqueo 14 en
la ranura 2, se atornilla primeramente el tornillo de maniobra
sobre el elemento de enclavamiento 16 por la cara inferior de este
último, después se monta el conjunto en el orificio pasante radial
22 del cuerpo 15 por la base 20, de tal manera que la base 20 esté
en apoyo contra la cara superior 42 de la cabeza de tornillo 41, y
de tal forma que el elemento de enclavamiento 16 se aloje
totalmente en el orificio pasante radial 22. Reteniendo el tornillo
de maniobra 17 por su extremidad 43, se puede montar el
dispositivo de bloqueo 14 en la ranura 2 a través de la ventana de
carga de los álabes 8.
Cuando todos los álabes 8 están montados y se ha
hecho deslizar el conjunto de modo que el dispositivo de bloqueo
14 se encuentre enfrente de las escotaduras 9a y 9b, se hace pivotar
el tornillo de maniobra 17 por medio de un útil de atornillar que
coopera con la extremidad 43, con el fin de montar de nuevo el
elemento de enclavamiento 16 en parte en el alojamiento de bloqueo
constituido por las escotaduras 9a y 9b, hasta que las caras
superiores de los topes 32a y 32b del elemento de enclavamiento 16
estén en apoyo contra las caras superiores 23a y 23b de las
ventanas 22a y 22b del cuerpo 15. En esta posición final, la cabeza
de tornillo está en apoyo sobre el fondo de la ranura 2 y el cuerpo
15 está en apoyo sobre las paredes laterales 3a y 3b de la ranura
2.
Si, por azar, el tornillo gira ligeramente en el
otro sentido, durante el funcionamiento de la turbomáquina, el
efecto de apoyo creado originariamente desaparece. Hay una pérdida
de los apoyos entre los topes 32a, 32b del elemento de
enclavamiento 16 y las caras superiores 23a y 23b de las ventanas
22a y 22b del cuerpo 15, pero entonces, la masa del elemento de
enclavamiento 16, sometida en funcionamiento a las fuerzas
centrífugas, carga el tornillo de maniobra 17, y la cara superior
42 de la cabeza de tornillo 41 se apoya sobre la base 20 del
cuerpo 15, a una distancia apreciable del eje del tornillo de
maniobra 17, lo que se opone a una rotación suplementaria del
tornillo de maniobra 17.
Para que el elemento de enclavamiento 16 pueda
salir de su alojamiento de bloqueo, sería necesaria una rotación
apreciable del tornillo para llevar al elemento de enclavamiento al
interior del orificio transversal radial 22, puesto que es de
forma natural empujado de nuevo hacia el exterior por las fuerzas
centrífugas.
A la inversa, un apoyo demasiado importante
produce un gran esfuerzo sobre la cabeza de tornillo que tiene
tendencia a provocar un aflojamiento del tornillo en el campo
centrífugo.
Así, gracias a la invención, bien sea debido a la
carga del tornillo 17 por el elemento de enclavamiento 16, si éste
está ligeramente aflojado, bien sea debido a la tendencia a
aflojarlo, si el apoyo de origen es demasiado elevado, gracias a
las fuerzas centrífugas.
La invención asegura así un bloqueo seguro de los
álabes 8 sobre el disco 1.
Claims (4)
1. Disco de turbomáquina (1) que comprende:
- una ranura periférica (2),
- álabes que comprenden pies (7) con unión del
tipo martillo retenidos en la citada ranura (2) por cooperación de
forma con las paredes laterales (3a, 3b) de esta última, y
- un dispositivo de bloqueo de los álabes (8) en
la ranura periférica (2), comprendiendo el citado dispositivo de
bloqueo un elemento de enclavamiento (16) susceptible de ser montado
de nuevo en un alojamiento de bloqueo (8a, 8b) dispuesto en las
paredes laterales (3a, 3b) de la citada ranura (2) mediante la
acción de un tornillo de maniobra (17) radial cuya cabeza (41) está
en apoyo sobre el fondo de la ranura (2), comprendiendo además el
citado dispositivo (8) un cuerpo (15) dispuesto entre los pies (7)
de un par de álabes (8a, 8b) y teniendo una sección adaptada a la
sección de la citada ranura (2),
caracterizado por el hecho de que el
citado cuerpo (15) comprende una base inferior (20) situada sobre
el fondo de la ranura (2) y una abertura radial pasante (22) de
sección no circular en la cual el elemento de enclavamiento (16)
está montado deslizante bajo la acción del tornillo de maniobra
(17), y por el hecho de que la cabeza de tornillo (41) está
dimensionada de manera que permanece aprisionada entre el fondo de
la ranura (2) y la base (20) del cuerpo (15).
2. Disco de turbomáquina (1) según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el
dispositivo (8) comprende además medios para limitar la elevación
del elemento de enclavamiento (16).
3. Disco de turbomáquina (1) según la
reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que los
medios para limitar la elevación del elemento de enclavamiento (16)
comprenden superficies de tope (23a, 23b; 32a, 32b) cooperantes
formadas en correspondencia sobre el elemento de enclavamiento (16)
y el cuerpo (15).
4. Disco de turbomáquina (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el
elemento de enclavamiento (16) puede ser escondido en el cuerpo
(2).
Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
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