ES2295164T3 - Procedimiento para extraer un medio de obturacion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para extraer un medio de obturación (3), que se sujeta mediante un medio de sujeción (4) en una ranura (6) de una pieza constructiva, en donde en donde se dirige un chorro de líquido (9) a alta presión hacia la ranura (6) entre el medio de obturación (3) y el medio de sujeción (4) o entre el medio de sujeción (4) y la pieza constructiva, con lo que se libera de la ranura (6) al menos el medio de sujeción (4).
Description
Procedimiento para extraer un medio de
obturación.
La invención se refiere a un procedimiento
especialmente económico y sencillo para extraer un medio de
obturación, que se sujeta mediante un medio de sujeción en una
ranura de una pieza constructiva.
Un medio de obturación de este tipo es por
ejemplo una banda de obturación, que está fijada a una carcasa o a
un rotor de un turbomotor, para obturar la rendija entre el eje del
rotor y una pala directriz fijada a la carcasa o entre la carcasa y
una pala directriz del rotor con respecto a un medio accionador
circulante, que acciona el rotor. Si con ello, según se mira en la
dirección axial del rotor, está dispuesta consecutivamente de forma
alterna en cada caso una banda de obturación sobre la carcasa o la
pala directriz y en cada caso una banda de obturación sobre el eje
o la pala directriz del rotor, se habla también de una llamada junta
laberíntica. El medio accionador ya casi no penetra a través de
este laberinto de juntas, de tal modo que la potencia del
turbomotor sólo se reduce escasamente a causa de esta pérdida de
medio accionador.
Para simplificar se habla a continuación de la
carcasa del turbomotor, cuando se trata de la carcasa como tal o de
una pala directriz unida fijamente a la carcasa, y del rotor cuando
se trata del rotor como tal o de una pala directriz unida fijamente
al rotor.
La banda de obturación que penetra en la rendija
entre la carcasa y el rotor está configurada normalmente en forma
de L por su lado de fijación. El lado de fijación configurado en
forma de L de la banda de obturación se inserta en una ranura sobre
la carcasa o sobre el rotor. Para fijar la banda de obturación sobre
la carcasa o el rotor se introduce a continuación un medio de
sujeción en la ranura. Como medio de sujeción, también llamado
medio de retacado, se cincela un alambre de retacado en la ranura.
La banda de obturación se sujeta fijamente en la ranura a causa de
las elevadas fuerzas de rozamiento desarrolladas mediante el alambre
de retacado.
Para turbomáquinas que estén sometidas a
temperaturas elevadas, como por ejemplo turbinas de gas o vapor, se
usan tanto para la banda de obturación como para el elemento de
retacado materiales termorresistentes como en especial aleaciones
metálicas o aceros muy resistentes al calor. Para un elemento de
retacado metálico se utiliza normalmente también el término
"alambre de retacado".
A causa de las elevadas cargas mecánicas, las
bandas de obturación en turbomáquinas muestran normalmente, después
de unas 10.000 horas, un desgaste tal que ya no pueden cumplir su
función de obturación. Las bandas de obturación deben sustituirse
por ello de cuando en cuando.
Para sustituir la banda de obturación es
conocido hasta ahora quitar mecánicamente girando el elemento de
retacado o medio de sujeción de forma y modo complejos.
La tarea de la invención es indicar un
procedimiento para extraer un medio de obturación, que se sujete en
una ranura de una pieza constructiva que, con respecto a
procedimientos del estado de la técnica, necesite menos tiempo y
por ello sea más económico.
Esta tarea es resuelta conforme a la invención
mediante un procedimiento para extraer un medio de obturación, que
se sujeta con un medio de sujeción en una ranura de una pieza
constructiva, en donde se dirige un chorro de líquido a alta
presión hacia la ranura entre el medio de obturación y el medio de
sujeción o entre el medio de sujeción y la pieza constructiva, con
lo que se libera de la ranura al menos el medio de sujeción.
Amplias investigaciones han dado como resultado
que un chorro de líquido dirigido hacia una ranura puede desarrollar
una presión tan elevada, que puede liberarse de la ranura incluso
un medio de obturación sujetado en la ranura con un medio de
sujeción de acero, de forma y modo sencillos, en una fracción del
tiempo que se necesitaba hasta ahora. Aquí no se produce ningún
daño a la ranura, incluso si el material con el que está elaborada
la ranura es más blando que el material del medio de sujeción.
Aunque hasta ahora se trataba de piezas
constructivas simétricas en rotación de turbomotores, debe anotarse
sin embargo en principio que la invención es en principio adecuada
para extraer cualquier tipo de medio de obturación, sujetado con un
medio de sujeción en una ranura, de forma y modo sencillos. Si se
trata en el caso de la pieza constructiva se trata de piezas de un
compresor, una turbina de gas, una turbina de vapor, una bomba, un
generador u otro dispositivo, no es esencial para la aplicación de
la invención.
Igualmente es ventajoso con relación a los
elevados costes que se producen durante la revisión de turbinas, si
el procedimiento se utiliza para liberar una banda de obturación de
una ranura de una pieza constructiva, por ejemplo de un rotor o de
una carcasa de un turbomotor, en especial de una turbina de vapor o
de gas. Una banda de obturación se este tipo, como se ha citado al
comienzo, se sujeta mediante un medio de sujeción en una ranura de
la pieza constructiva. El chorro de líquido se dirige para liberar
un medio de obturación de este tipo entre el medio de obturación y
la pieza constructiva, con lo que el medio de obturación se libera
de la ranura. Alternativamente el chorro de líquido puede dirigirse
entre el medio de obturación y el medio de sujeción, con lo que al
menos el medio de sujeción se libera de la ranura y el medio de
obturación se extraer a continuación fácilmente de la ranura, por
ejemplo manualmente. Para extraer una banda de obturación insertada
con ayuda de un alambre de retacado en un turbomotor se consigue de
este modo, con respecto al procedimiento actual de extracción por
giro, un ahorro de tiempo de entre el 75% y el 90%. Después de
liberar el medio de sujeción puede sustituirse el medio de
obturación de forma y modo
sencillos.
sencillos.
El chorro de líquido es guiado ventajosamente a
lo largo de la ranura. Por medio de esto se libera de la ranura de
forma continua el medio de obturación o el medio de sujeción.
El procedimiento se aplica ventajosamente para
liberar un alambre de acero de una ranura de acero. Aquí tanto el
alambre como el material con el que se ha elaborado la ranura puede
ser de acero de alta aleación o muy resistente al calor. El
material de la ranura puede ser sin embargo de acero al crisol, por
ejemplo fundición gris, mientras que el alambre es de un acero de
alta aleación. El procedimiento puede aplicarse con ventaja también
en aquellos casos en los que el material del medio de sujeción es
mecánicamente más resistente que el material de la ranura.
En otra configuración ventajosa de la invención
se libera como medio de sujeción un elemento metálico de retacado,
para sujetar el medio de obturación configurado como banda de
obturación, de la ranura de un rotor o de una carcasa de un
turbomotor, en especial de un turbocompresor, una turbina de vapor o
de una turbina de gas.
El chorro de líquido se expulsa ventajosamente
con una presión de entre 750 y 4.000 bar. La elección de la presión
depende aquí del material del medio de sujeción, del medio de
obturación y del material de la pieza constructiva. Ha demostrado
ser especialmente ventajoso para extraer un medio de sujeción
metálico en forma de un alambre de retacado metálico, para sujetar
una banda de obturación en un turbomotor, que el chorro de líquido
se expulse con una presión de entre 2.000 y 3.000 bar. El medio de
sujeción se libera aquí fácilmente de la ranura, sin que se
produzcan daños mecánicos a la pieza constructiva.
En una alternativa especialmente ventajosa de la
invención se utiliza como líquido agua. En el caso de usarse agua
no se necesita ninguna medida complicada para cumplir requisitos
medioambientales.
Convenientemente se utiliza un chorro de
líquido, cuya anchura en el punto de incidencia en la ranura es de
0,5 a 1,5 veces mayor que la anchura de la ranura. El éxito a la
hora de liberar un medio de sujeción introducido muy fijamente en
la ranura depende predominantemente de la presión que desarrolla el
chorro de líquido debajo del medio de sujeción en la ranura. Esta
presión depende de la cantidad de líquido que se introduce por
unidad de tiempo debajo del medio de sujeción, y de la velocidad
con la que incide el líquido en la ranura. Cuanto más líquido por
unidad de tiempo se introduzca en la ranura, mayor es la presión
desarrollada debajo del medio de sujeción. Si se utiliza un chorro
de líquido estrecho, la presión dado el caso necesaria sólo puede
alcanzarse mediante una velocidad muy elevada del líquido. Sin
embargo, por medio de esto puede socavarse la ranura, es decir
modificar su forma, lo que no es deseable. Los ensayos han
demostrado que un chorro de líquido, que en el punto de incidencia
en la ranura es al menos la mitad de ancho que la ranura, desarrolla
una acción especialmente buena con relación a la extracción del
medio de sujeción. Si el chorro es bastante más ancho que la
ranura, se consume solamente mucho líquido, con una eficiencia casi
invariable del líquido.
El medio de obturación y/o el medio de sujeción
se mantiene ventajosamente tenso durante la liberación desde la
ranura. Convenientemente se mantiene tenso el elemento debajo del
cual se ha dirigido el chorro de líquido. Sin una tensión de este
tipo el elemento respectivo flamearía en el chorro de líquido o se
doblaría hacia fuera a causa del líquido y podría desmontarse. Un
desmontaje del elemento a extraer influye sin embargo negativamente,
ya que el líquido puede desarrollar debajo del muñón que permanece
en la ranura menos presión que debajo de un elemento intacto en la
región del chorro.
Un ejemplo de ejecución de la invención se
explica con más detalle con base en un dibujo con tres figuras. Con
ello muestran:
la figura 1, en representación en perspectiva,
una parte de la carcasa de una turbina de vapor, en donde en la
carcasa se ha insertado una serie de bandas de obturación;
la figura 2, en representación en perspectiva,
un corte aumentado de la figura 1 para aclarar la fijación de la
banda de obturación en la carcasa y
la figura 3, en representación esquemática, la
extracción de la banda de obturación mostrada en la figura 1 por
medio de un chorro de líquido dirigido.
En la figura 1 se ha representado en
representación en perspectiva una parte de una carcasa 2 de
fundición gris de una turbina de vapor. La parte mostrada es la
mitad de un cilindro hueco, en cuyo interior rota el rotor no
mostrado de la turbina de vapor. Para obturar la rendija entre la
carcasa 2 y el rotor se han insertado, según se mira en la
dirección axial del rotor, consecutivamente en la carcasa 2 una
serie de bandas de obturación 3 que penetra en cada caso en la
rendija. Para simplificar la representación sólo se muestran tres de
estas bandas de obturación 3. En cada caso entre dos bandas de
obturación 3 adyacentes de la carcasa 2 engranan bandas de
obturación, que están dispuestas sobre el rotor. Se trata por lo
tanto de una llamada junta laberíntica de la rendija entre el rotor
y la carcasa 2.
Cada banda de obturación 3 está fijada por medio
de un medio de sujeción 4 metálico en una ranura 6 en la carcasa 2.
El medio de sujeción es un alambre de retacado de un acero de alta
aleación.
En la figura 2 puede verse ahora claramente, en
representación aumentada, la fijación de la banda de obturación 3
sobre la carcasa 2. La banda de obturación 3 está ejecutada en su
lado de fijación en forma de L. El lado de fijación de la banda de
obturación 3 se inserta en la ranura 6 de la carcasa 2 y a
continuación se introduce a presión o retaca, con el medio de
sujeción 4, mecánicamente en la ranura 6. De este modo se obtiene
una unión duradera y mecánicamente estable entre la banda de
obturación 3 y la carcasa 2. Naturalmente, lo mismo es válido
lógicamente también para el rotor.
La figura 3 muestra ahora cómo se extrae la
banda de obturación 3 desde la ranura 6 de la carcasa, por ejemplo,
si a causa de un desgaste mecánico ya no puede garantizar su función
de obturación. En un conjunto de alta presión no representado con
más detalle se lleva líquido a una presión de entre 2.000 y 3.000
bar. Como líquido se utiliza agua. Por medio de una tobera 8 se
dirige un chorro de líquido 9 a alta presión entre el medio de
sujeción 4 y la banda de obturación 3. De este modo se libera el
medio de sujeción 4 en la ranura 6 de la banda de obturación 3 y es
presionado, a causa de la elevada presión del líquido, hacia fuera
de la ranura 6. En el caso representado se inicia el procedimiento
en el punto mostrado. El chorro de líquido 9 es guiado después por
medio de la tobera 8 a lo largo de la ranura 6, con lo que el medio
de sujeción 4 se libera paulatinamente de la ranura 6. Durante la
liberación el medio de sujeción 4 se mantiene tenso continuamente
mediante un dispositivo apropiado. La tobera 8 puede seguir
continuamente el redondeado de la ranura 6 y, llegado a este punto,
dirigir el chorro de líquido 9 siempre entre la banda de obturación
3 y el medio de sujeción 4.
La anchura del chorro de líquido es en el punto
de incidencia en la ranura de aproximadamente 1 mm, en donde la
ranura 6 presenta una anchura de 1,5 mm y el medio de sujeción 4 una
anchura de 1,25 mm. El chorro de líquido 9 es de este modo 0,67
veces más ancho que la ranura 6 y 0,8 veces más ancho que el medio
de sujeción 4.
Claims (8)
1. Procedimiento para extraer un medio de
obturación (3), que se sujeta mediante un medio de sujeción (4) en
una ranura (6) de una pieza constructiva, en donde en donde se
dirige un chorro de líquido (9) a alta presión hacia la ranura (6)
entre el medio de obturación (3) y el medio de sujeción (4) o entre
el medio de sujeción (4) y la pieza constructiva, con lo que se
libera de la ranura (6) al menos el medio de sujeción (4).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el chorro de líquido (9) es guiado a lo largo de la ranura
(6).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que como medio de sujeción (4) se libera de una ranura (6) de
acero un alambre de acero.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que como medio de sujeción (4) se
libera un elemento de retacado (4) para sujetar el medio de
obturación (3) configurado como banda de obturación de una ranura
(6) de un rotor o de una carcasa (2) de un turbomotor, en especial
de un turbocompresor, una turbina de vapor o de una turbina de
gas.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que el chorro de líquido (9) se
expulsa con una presión de entre 750 y 4.000 bar, en especial entre
2.000 y 3.000 bar.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que como líquido se utiliza agua
(10).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que la anchura del chorro de
líquido (9) en el punto de incidencia en la ranura (6) es de 0,5 a
1,5 veces mayor que la anchura de la ranura.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que el medio de obturación (3)
y/o el medio de sujeción (4) se mantiene tenso durante la
liberación desde la ranura (6).
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