ES2285594T3

ES2285594T3 - Curvadora y procedimiento de curvado de una lamina de seguridad en un compresor o una turbina.

Info

Publication number: ES2285594T3
Application number: ES05005872T
Authority: ES
Inventors: David Miosga; Peter Schroder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2007-11-16
Anticipated expiration: 2025-03-17
Also published as: EP1703078A1; DE502005000782D1; CN100443209C; PL1703078T3; CN1833792A; ATE363585T1; EP1703078B1; US20060207309A1; US7415763B2

Abstract

Curvadora (17), que, para el doblado de una placa (47), puede posicionarse en un espacio intermedio (15, 15'', 15") entre dos anillos de alabes (5) dispuestos a lo largo de un eje (3) de un compresor o de una turbina con álabes (9) que se extienden a lo largo de un radio (7), caracterizada porque la curvadora presenta un elemento de fijación (19), un sistema hidráulico (25), y un émbolo (35) que puede accionarse mediante el sistema hidráulico (25), que puede extenderse en la dirección del radio (7).

Description

Curvadora y procedimiento de curvado de una lámina de seguridad en un compresor o una turbina.

La presente invención hace referencia a una curvadora, que puede posicionarse en un espacio intermedio entre dos anillos de álabes dispuestos a lo largo de un eje de un compresor o de una turbina con álabes extendidos a lo largo de un radio, para el doblado de una chapa. La invención se relaciona adicionalmente con un procedimiento de curvado de una placa en el espacio intermedio.

En una turbina o un compresor se hace incidir una corriente como medio de trabajo sobre un canal de flujo formado entre una carcasa y una rueda motriz o rotor. El canal de flujo se extiende, además, a lo largo de un eje del compresor o turbina. En el canal de flujo se extienden los álabes a lo largo de un radio, accionados por el medio de trabajo. Estos pueden ser álabes propulsores fijos a la carcasa o aletas fijas a la rueda motriz o al rotor. Los álabes propulsores sirven como influencia sobre el flujo del medio de trabajo. Las aletas son accionadas por el flujo del medio de trabajo.

En el caso de un compresor, las aletas se desplazan mediante la rueda motriz con un movimiento de giro y condensan de este modo el flujo del medio de trabajo.

En el caso de una turbina, el medio de trabajo circulante cede su energía cinética a las aletas, que de este modo ponen al rotor en un movimiento de giro. El movimiento de giro del rotor puede emplearse, por ejemplo, para el accionamiento de un generador y, en consecuencia, para la producción de corriente.

Un número de álabes forma habitualmente un anillo de álabes, en el que el número de álabes dispuestos anularmente unos junto a otros a lo largo de la extensión del canal de flujo se fija a la carcasa, en el caso de álabes propulsores, o al rotor o rueda motriz, en el caso de aletas. Un número apropiado, dependiendo de la aplicación, de estos anillos de álabes se dispone en serie por etapas a lo largo del eje de un compresor o de una turbina. Además, la configuración y alineación de un álabe de un anillo de álabes varía convenientemente de etapa a etapa correspondientemente a las razones de presión y temperatura del flujo del medio de trabajo a lo largo del canal de flujo. Entre un primer y un segundo de los anillos de álabes dispuestos a lo largo del eje existe un espacio intermedio, en el que el medio circula libremente.

En el espacio intermedio se fija un álabe con su pie a la rueda motriz o carcasa. La fijación puede asegurar de este modo, que una placa se doble en el espacio intermedio, por ejemplo, en una abertura efectuada en la carcasa o rueda motriz o rotor. Este es particularmente el caso de un compresor. Una placa de seguridad de este tipo se doblaba hasta ahora manualmente para el montaje o desmontaje durante la fabricación o revisión de un compresor. A tal efecto se posiciona una herramienta dobladora en forma de barra o de palanca apropiada en un espacio intermedio entre dos anillos de álabes dispuestos a lo largo de un eje de un compresor con álabes extendidos a lo largo de un radio junto a la placa a curvar. La placa se dobla entonces manualmente mediante el impacto de un martillo sobre la herramienta dobladora.

Este procedimiento de curvado se tiene que practicar individualmente para cada placa de seguridad. Naturalmente, no puede asegurarse, debido a la operación manual, ningún doblado definido y reproducible en una serie de placas. A esto hay que añadirle, que la operación manual conlleva un periodo de montaje comparativamente alto. Las fuerzas de palanca ejercidas son, en parte, tan grandes, que, en caso de deslizamiento de la palanca, existe un peligro de lesión del personal montador comparativamente alto y/o puede dañarse un álabe del compresor. También puede dañarse la rueda motriz y/o la estornija prevista para la incorporación de los álabes. Además, en la placa pueden verse iniciadas grietas originadas por el doblado manual indefinido que perjudiquen eventualmente a su vida útil y a su función de afianzamiento.

La situación es similar en un procedimiento de curvado de una placa en un espacio intermedio de una turbina.

Sería deseable evitar estos inconvenientes y mejorar el procedimiento de curvado.

Gracias a la US 3,440,706 se conoce para esta función un dispositivo estacionario, mediante el cual se pueden fijar las aletas del compresor a un disco del compresor. Las aletas se disponen, a tal efecto, en el disco del rotor y se fijan entonces por medio de una banda de placa sobresaliente. Para doblar la banda de placa sobresaliente del disco del rotor, existen varios émbolos hidráulicos en el dispositivo. Estos émbolos hidráulicos se extraen e introducen sucesivamente, para doblar la banda de placa gradualmente, hasta que ésta descanse frontalmente contra el disco del rotor.

Aparte de esto, gracias a la US 4,455,730 se conoce un dispositivo hidráulico para la extracción de aletas insertadas axialmente en los discos de rotor. A través de un brazo de desembrague se puede aplicar una fuerza axialmente direccionada tan grande, sobre el pie del álabe de la aleta, que se corte el pasador de bloqueo insertado en el pie del álabe y en el fondo de la ranura de sujeción para el afianzamiento axial.

En este punto, la invención plantea, siendo su objetivo, especificar un mecanismo y un procedimiento de curvado de una placa en un espacio intermedio entre dos anillos de álabes dispuestos a lo largo de un eje de un compresor o de una turbina con álabes extendidos a lo largo de un radio, que configuren el procedimiento de curvado al mismo tiempo de forma más efectiva como también más segura que en un procedimiento manual de curvado.

En cuanto al dispositivo, el objetivo se resuelve mediante la curvadora citada inicialmente, que presenta, conforme a la presente invención, un elemento de fijación para la curvadora, un sistema hidráulico y un émbolo que puede accionarse mediante el sistema hidráulico, que puede ejecutarse en la dirección del radio.

En cuanto al procedimiento, el objetivo se resuelve mediante la invención con un procedimiento de curvado citado inicialmente de una placa en un espacio intermedio entre dos anillos de álabes dispuestos a lo largo de un eje de un compresor o de una turbina y álabes extendidos a lo largo de un radio,

-: posicionándose una curvadora en el espacio intermedio.

Conforme a la invención se prevé además, que

-: la curvadora se fije en el espacio intermedio,

-: un émbolo de la curvadora se accione hidráulicamente para el doblado de la placa,

-: desplazándose el émbolo hacia la placa a curvar y

-: flexionándose la placa bajo el efecto del émbolo.

La presente invención parte, además, de la consideración de que, en abandono de un procedimiento manual de curvado, un procedimiento de curvado comparativamente automatizado puede efectuar el doblado de una placa, por un lado, de manera más efectiva y, por otro, también más segura. Además, la invención ha reconocido, que es posible especificar una curvadora, que pueda fijarse en el espacio intermedio y puede doblarse efectiva y eficazmente una placa a curvar en modo definido, a través de un émbolo que puede accionarse hidráulicamente.

El sistema hidráulico puede accionarse automáticamente tanto como sea posible, sin que un montador tenga que practicar manualmente el curvado de la placa con una palanca. Antes bien, ahora es competencia del montador, fijar la curvadora en el espacio intermedio y poner en marcha el sistema hidráulico.

De este modo puede alcanzarse un doblado definido y reproducible y, por tanto, uniforme de una placa, particularmente de una placa de seguridad. Pues se evitan las fuerzas de choque como en un doblado manual. Por consiguiente, conforme al nuevo concepto se descarta un peligro de aparición de fisuras originado por las fuerzas de choque.

El procedimiento conforme al nuevo concepto conlleva un ahorro de tiempo durante el doblado de una placa, de forma que, particularmente en el caso de un compresor, exista la posibilidad de efectuar un cambio comparativamente rápido de un anillo de álabes. De este modo se reduce el tiempo de revisión y, por tanto, los costes necesarios para esto. Ya que un montador no tiene que seguir efectuando el procedimiento de curvado independientemente bajo considerable empleo de fuerza, resulta imposible en la práctica un peligro de lesión del montador y un peligro de daño para un álabe. Antes bien, un montador ajusta y fija la curvadora hidráulica y entonces se activa el sistema hidráulico. El montador puede observar el procedimiento de curvado y, dado el caso, influir sobre el procedimiento de curvado, controlando el sistema hidráulico y la fuerza del sistema hidráulico.

De las subreivindicaciones se extraen perfeccionamientos favorables de la invención, que indican posibilidades favorables individualmente de realizar el concepto explicado anteriormente en el contexto del establecimiento del objetivo, así como en lo que a ventajas adicionales se refiere.

La curvadora se diseña convenientemente en forma de curvadora portátil que se pueda emplear móvilmente. De este modo, la curvadora puede manipularse de manera sencilla y posicionarse y fijarse, en cada caso, debidamente, por ejemplo, a lo largo del eje de un compresor en espacios intermedios consecutivos.

El elemento de fijación para la fijación de la curvadora se diseña preferentemente en el respectivo espacio intermedio a lo largo del eje. Esto ofrece la ventaja de que la curvadora pueda fijarse debidamente, en caso de dimensiones variables del espacio intermedio, por ejemplo, en caso de una dimensión variable entre un primer y un segundo anillo de álabes, o sea, incluso en el caso de un entorno variable. A tal efecto resulta apropiado de manera especialmente favorable un elemento de fijación en forma de elemento de bloqueo, que permita un bloqueo de la curvadora en el espacio intermedio a lo largo del eje. El elemento de fijación puede ajustarse particularmente a diferentes espacios intermedios entre los anillos de álabes.

El sistema hidráulico de la curvadora muestra preferentemente una bomba, una guía para fluido hidráulico, por ejemplo, una alimentación y descarga, y un cilindro para el accionamiento del émbolo. La bomba hidráulica es convenientemente intercambiable. A tal efecto, la curvadora muestra particularmente una conexión variable, a través de la cual puede conectarse una bomba. Esta puede ser, por ejemplo, una bomba automática cualquiera, por ejemplo, una bomba a menudo ya existente para un dispositivo de estampación, o una bomba de mano que pueda accionarse manualmente. Esto ofrece la ventaja de que la curvadora pueda ser operada con bombas ya previamente existentes.

El émbolo de la curvadora es preferentemente intercambiable. Esto aumenta la variabilidad de la curvadora y la hace ajustable, por ejemplo, para una respectiva placa de una rueda del compresor. La curvadora puede emplearse, por consiguiente, para un gran número de espacios intermedios con dimensiones variables. A pesar de las diferentes dimensiones de los espacios intermedios a lo largo de un eje de un compresor o de una turbina, puede emplearse, por tanto, la misma curvadora para el doblado de una placa en un espacio intermedio, o sea, mientras, entre otros, por ejemplo, el elemento de fijación para el bloqueo de la curvadora pueda ajustarse variablemente y, por otro, un émbolo de la curvadora sea intercambiable, particularmente remplazable por un émbolo de otra dimensión.

Además, el émbolo puede extenderse en la dirección del radio. Particularmente en el caso de una curvadora fijada a lo largo del eje de un compresor o de una turbina, el émbolo puede extenderse, por consiguiente, perpendicularmente a la dirección de fijación de la curvadora, o sea en la dirección del radio. Se ha comprobado, que una curvadora dispuesta de este modo respecto a una turbina o un compresor puede ajustarse y fijarse de manera especialmente sencilla y segura y puede ejecutar eficazmente el procedimiento de curvado.

Acorde a un perfeccionamiento del procedimiento, la curvadora se fija a tal efecto en el espacio intermedio a lo largo del eje y el émbolo se desplaza en la dirección del radio hacia la placa a curvar. La placa se curva convenientemente en una ranura de la rueda motriz.

Los ejemplos de ejecución de la presente invención se describen a continuación en base al diseño. Éste no debería representar determinantemente los ejemplos de ejecución, antes bien el diseño se implementa, donde sea útil para la explicación, en forma esquematizada y/o ligeramente desglosada. Considerando los complementos de las lecciones directamente reconocibles a partir del diseño, se remite al estado actual de la técnica apropiado. El diseño muestra individualmente en:

Fig 1 una rueda del compresor con una curvadora fijada conforme a un modo de ejecución especialmente preferente,

Fig 2 una vista parcial en perspectiva de una estornija del compresor con un número de ranuras axiales de sujeción para la incorporación de los pies de las aletas,

Fig 3A un detalle de la Fig 1 con un álabe de turbina y con un placa de seguridad antes del doblado,

Fig 3B el mismo detalle de la Fig 3A con un placa de seguridad tras el doblado, y

Fig 4 una vista parcial adicional de una rueda del compresor con álabes de la turbina allí fijados y asegurados mediante placas de seguridad.

La Fig 1 muestra una rueda motriz 1 de un compresor no representado en detalle con un número de anillos de álabes 5 dispuestos a lo largo de un eje 3 del compresor. Un anillo de álabes 5 presenta además, un número de álabes 9 extendidos a lo largo de un radio 7, de los cuales en cada caso se muestra un álabe 9 en la sección. Un álabe 9 del compresor se sujeta, además, con su pie 11, de manera similar a en una unión ranura-resorte, en un segmento 13 respectivo de la rueda del compresor 1. La ranura para la incorporación del pie 11 se implementa además, en cada caso, como ranura axial. La orientación y configuración de una ranura de incorporación de este tipo se representa ejemplarmente en la Fig 2, indicando la flecha 12 la dirección del eje de la turbina 3. Durante el montaje del álabe 9 en la rueda motriz 1 se introduce el pie 11 en la ranura del segmento 13, junto con una placa 47 colocada debajo.

La placa 47 está provista, tal y como se evidencia en la representación en detalle de la Fig 3A, de un reborde 14 en la dirección perimetral (es decir, que discurre transversalmente al eje 3), que se encaja en un receso correspondiente por la cara inferior del pie 11. La longitud de la placa 47 se mide, además, de tal manera, que sobresalga, directamente tras la inserción en la ranura del segmento 13, por ambos lados (es decir, en dirección axial) por encima de la rueda motriz 1 y/o de la así denominada cabeza de la estornija. Lo mencionado queda representado en la Fig 3A. Mediante el doblado de las lengüetas sobresalientes, se fija la placa 47 y -condicionalmente mediante el efecto del reborde 14- también el álabe 9 respecto a su posición axial. La disposición de la placa 47 que actúa de este modo como placa de seguridad tras el doblado (es decir, durante el estado de operación del compresor) se representa en la Fig 3B. Tras el doblado en la ranura 43 prevista, en cada caso, para la incorporación, las lengüetas de la placa 47 descansan precisamente contra la cabeza de la estornija.

La situación de las placas de seguridad 47 respecto a los álabes de la turbina 9 y a la cabeza de la estornija se puede aclarar también en base a la vista mostrada en la Fig 4, en la que la dirección visual se selecciona en dirección radial (desde las puntas de los álabes al eje de la turbina). En el detalle aquí mostrado se representa una placa 47 antes del doblado y una placa 47 tras el doblado. La respectiva ranura de incorporación y por tanto, también la placa 47 se doblan fácilmente, en este ejemplo, contra la dirección del eje 3.

En un espacio intermedio 15 se fija, tal y como se muestra en la Fig 1, una curvadora 17. A tal efecto se posiciona la curvadora 17 en el espacio intermedio 15 y se sujeta a través de un elemento de fijación 19 en forma de elemento de bloqueo en el espacio intermedio 15 entre dos topes 21 de segmentos adyacentes 13 de la rueda del compresor 1. El elemento de fijación 19 puede fijarse, además, a través de un tornillo 23 o, alternativamente, a través de un cilindro hidráulico. El elemento de fijación 23 se instala o bien de manera desmontable junto a la curvadora en el espacio intermedio 15 y mediante accionamiento del tornillo 23 o se dilata hidráulicamente. El elemento de fijación puede instalarse también, sin embargo, directamente junto a la curvadora y posicionarse ya con la curvadora en el espacio intermedio 15. De este modo, la curvadora 17 puede presentar anchos axiales diferentes del del elemento de fijación 19, que también puede ajustarse a un espacio intermedio 15' ó 15'', teniendo los espacios intermedios 15, 15' y 15'' diferentes dimensiones.

Una curvadora 17 fijada de este modo presenta, por otra parte, un sistema hidráulico 25. El sistema hidráulico comprende, en el modo de ejecución representado en la Fig 1, una bomba 27, una alimentación 29 y una descarga 31 para un fluido hidráulico y un cilindro hidráulico 33. El cilindro hidráulico 33 sirve para el accionamiento de un émbolo 35. El émbolo puede extraerse o introducirse, dependiendo de la alimentación 37 o evacuación 39 seleccionada, en un correspondiente desplazamiento 41 a lo largo de un radio 7. Para el doblado de una placa 47 se acciona hidráulicamente el émbolo 35 de la curvadora 17, desplazándose el émbolo 35 a lo largo del radio 7 hacia la placa a curvar 47. De este modo se curva la placa a curvar 47 bajo el efecto del émbolo 35. Además, el tope 45 actúa como escuadra para la placa a curvar 47.

El desplazamiento del émbolo es originado por un pistón hidráulico 49, que sale de la bomba 27 durante la alimentación 37 de fluido hidráulico. El émbolo 35 es intercambiable, de forma que se adapte a la respectiva placa a montar 47, implementada como placa de seguridad. En el espacio intermedio 15' y en el espacio intermedio 15'' puede emplearse, por consiguiente, en cada caso, otro émbolo para el doblado de una placa de seguridad. Tal y como se explica, un émbolo se dirige durante la salida del pistón 49 radialmente hacia la placa a doblar 47 y la vuelca al tope 45 que actúa como escuadra.

Alternativamente o adicionalmente a una bomba de mano puede emplearse también una bomba hidráulica previamente existente, por ejemplo, un bomba hidráulica para un dispositivo móvil de estampación. A tal efecto, la curvadora 17 puede estar provista de una conexión variable para la conexión de diferentes bombas 27. La bomba 27 prevista para el accionamiento del cilindro hidráulico 33 con el émbolo 35 puede también utilizarse para el accionamiento del elemento de fijación 19, en caso de que éste esté implementado hidráulicamente. Además, en cada caso, puede activarse una unidad funcional o la otra mediante válvulas de pasos situadas en el sistema de las líneas hidráulicas.

Para no dañar, durante la fijación de la curvadora 17 en el espacio intermedio 15, 15', 15'' entre dos anillos de alabes 5 adyacentes, los anillos estancos 50 o puntas estancas dispuestos en la superficie de la rueda motriz 1, que se encuentran frente a las puntas de los álabes o a la así denominada banda de cubierta de los álabes propulsores que se engranan en el espacio intermedio 15, 15', 15'', no representados aquí a fondo y/o desmontados para el mantenimiento, la curvadora 17 esta provista, conforme al modo de ejecución representado en la Fig 1, de una protección de puntas estancas 51. A tal efecto, la protección de puntas estancas 51 se implementa como polímeros o capa fabricada de un metal blando, que se fija a la curvadora 37 de manera que se pueda intercambiar.

Para configurar el curvado más sencillo y más efectivo de una placa 47 en un espacio intermedio 15, 15', 15'' entre dos anillos de alabes 5 dispuestos a lo largo de un eje 3 de un compresor o de una turbina con álabes 9 extendidos a lo largo un radio 7, el nuevo concepto prevé una curvadora 17, que pueda posicionarse en el espacio intermedio 15, 15', 15'' y presente, conforme a la invención, un elemento de fijación 19 para la curvadora 17, un sistema hidráulico 25 y un émbolo 35 que puede accionarse mediante el sistema hidráulico 25. Correspondientemente, un procedimiento de curvado de una placa 47 en el espacio intermedio 15, 15', 15'' prevé, que una curvadora 17 se posicione en el espacio intermedio 15, 15', 15'', la curvadora 17 se fije en el espacio intermedio 15, 15', 15'', un émbolo 35 de la curvadora 17 se accione hidráulicamente para el doblado de la placa 47, desplazándose el émbolo 35 hacia la placa a curvar 47 y curvándose la placa 47 bajo el efecto del émbolo 35.

Claims

1. Curvadora (17), que, para el doblado de una placa (47), puede posicionarse en un espacio intermedio (15, 15', 15'') entre dos anillos de alabes (5) dispuestos a lo largo de un eje (3) de un compresor o de una turbina con álabes (9) que se extienden a lo largo de un radio (7), caracterizada porque la curvadora presenta un elemento de fijación (19), un sistema hidráulico (25), y un émbolo (35) que puede accionarse mediante el sistema hidráulico (25), que puede extenderse en la dirección del radio (7).

2. Curvadora (17) acorde a la Reivindicación 1 en forma de curvadora portátil móvil, que se puede emplear en el espacio intermedio.

3. Curvadora (17) acorde a la Reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el elemento de fijación (19) se diseña para la fijación de la curvadora (17) en el espacio intermedio (15, 15', 15'') a lo largo del eje (3).

4. Curvadora (17) según al menos una de las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el elemento de fijación (19) se configura en forma de elemento de bloqueo, que permite un bloqueo de la curvadora (17) en el espacio intermedio (15, 15', 15'') a lo largo del eje (3).

5. Curvadora (17) según al menos una de las Reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el elemento de fijación (19) puede ajustarse a diferentes espacios intermedios (15, 15', 15'') entre los anillos de alabes (5).

6. Curvadora (17) según al menos una de las Reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque se puede intercambiar una bomba hidráulica (27).

7. Curvadora (17) según al menos una de las Reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el émbolo (35) se puede intercambiar.

8. Procedimiento de curvado de una placa en un espacio intermedio (15, 15', 15'') entre dos anillos de alabes (5) dispuestos a lo largo de un eje (3) de un compresor o de una turbina con álabes (9) extendidos a lo largo un radio (7), en el que

-: una curvadora (17) conforme a la Reivindicación 1 se posiciona en el espacio intermedio (15, 15', 15''),

caracterizado porque

-: la curvadora (17) se fija en el espacio intermedio (15, 15', 15'') con un elemento de fijación,

-: un émbolo (35) de la curvadora (17) que puede extenderse en la dirección del radio se acciona hidráulicamente para el doblado de la placa (47),

-: desplazándose el émbolo (35) hacia la placa (47) a curvar, y

-: doblándose la placa (47) bajo el efecto del émbolo (35).

9. Procedimiento acorde a la Reivindicación 8, caracterizado porque la curvadora (17) se fija en el espacio intermedio (15, 15', 15'') a lo largo del eje (3).

10. Procedimiento acorde a la Reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el émbolo (35) se desplaza en la dirección del radio (7) hacia la placa (47) a curvar.

11. Procedimiento según al menos una de las Reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la placa (47) se curva en una ranura (43) de una rueda motriz (1).