ES2342317T3 - Valvula de aislamiento del circuito de aceite en un motor de avion. - Google Patents
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Abstract
Turbomáquina que comprende un compresor de aire (3) y un circuito de lubrificación que comprende un depósito de aceite (1), pudiendo dicho depósito de aceite (1) ser aislado del resto del circuito de lubrificación (4, 4A; 6, 6A) por medio de una válvula de aislamiento (7) que comprende un mando neumático para mantener la válvula en posición abierta y cerrada cuando la turbomáquina está respectivamente en funcionamiento y mantenida en parada, y para respectivamente cerrar y abrir la válvula cuando tiene lugar la parada o el arranque de la turbomáquina, estando dicha válvula de aislamiento (7) caracterizada porque está provista de un dispositivo (7A) que permite seleccionar automáticamente como mando, entre dos fuentes de aire a presión (9, 10), la que está a presión más alta.
Description
Válvula de aislamiento del circuito de aceite en
un motor de avión.
La presente invención se refiere a una válvula
de cierre y de aislamiento situada a la salida del depósito de
aceite de un motor de avión y a su sistema de mando neumático.
El campo de aplicación de la presente invención
es el de las turbomáquinas en general, y en particular, al igual
que los turbopropulsores, de las que son susceptibles de presentar
una parada total, o una velocidad residual muy baja del árbol de
rotación, después del corte del motor en vuelo y con la excepción de
las equipadas con un arrancador eléctrico.
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En los motores de avión, los circuitos de aceite
pueden comprender unas válvulas con diferentes fines.
Se conocen las válvulas que regulan la
aportación de aceite en los equipos de lubrificación en caso de
fallo de uno de los componentes del circuito de lubrificación,
evitando así unos daños irreparables al motor. Así, se puede citar
el documento EP 1 510 658 A, en el que se basa el preámbulo de la
reivindicación 1, en el que el circuito de aceite comprende en
paralelo un sistema de lubrificación de emergencia con un depósito
de aceite cuyas entradas y salidas son reguladas por unas válvulas.
En funcionamiento normal del circuito de lubrificación, las
válvulas de entrada y de salida están abiertas y el aceite en el
depósito es continuamente renovado y alimenta, además del circuito,
los equipos a lubrificar. En caso de funcionamiento anormal del
circuito de lubrificación, la caída de presión en el circuito
provoca el cierre de la válvula de entrada, y el depósito se vacía,
a través de la válvula de salida, permitiendo así alimentar por lo
menos los equipos. El depósito se vacía a velocidad reducida con
respecto al régimen en funcionamiento normal de manera que se
alimentan durante un tiempo tan largo como sea posible los equipos
hasta el vaciado completo del depósito. Para ello, la válvula de
salida de tipo solenoide efectúa unos ciclos con una posición
abierta y una posición cerrada o está solamente parcialmente
abierta.
Se conocen asimismo unas válvulas que permiten
cerrar el circuito de aceite a la parada del motor, con el fin de
evitar fugas a través de la bomba (función antisifón). Se conocen
también unas válvulas que permiten cerrar el circuito de aceite
cuando tiene lugar una parada accidental del motor en vuelo, con el
fin de proteger los equipos en caso de fuego en el motor.
En efecto, en un turbopropulsor, cuando el motor
se corta en vuelo, las palas de la hélice son "puestas en
bandera" con el fin de presentar la superficie más pequeña
posible al viento relativo y reducir la resistencia inducida por la
rotación de la hélice. La combinación de la puesta en bandera de la
hélice y de la geométrica curva y más estrecha de la entrada de
aire conduce a menudo a la parada total del árbol del compresor,
contrariamente a la situación en la mayoría de los turborreactores
en los cuales se mantiene una rotación residual del compresor a
consecuencia de la velocidad del avión. En un turbopropulsor, no se
produce por tanto ninguna circulación de aceite en los equipos
después de un corte del motor en vuelo.
En general, cuando se mantiene una circulación
de aceite suficiente en los equipos del circuito de lubrificación
en caso de parada del motor en vuelo, no es necesario prever una
protección específica antifuego. Sin embargo, cuando no se mantiene
la circulación de aceite, es preciso prever o bien una protección de
cada equipo que le permita resistir al fuego, o bien una válvula de
cierre de la alimentación de aceite que procede del depósito, con
el fin de limitar la cantidad de aceite disponible para la
combustión.
En los turbopropulsores según la técnica actual,
se conoce una válvula de corte o sut-off
valve, que tiene una función de cierre y de aislamiento del
circuito de aceite, que se presenta en forma de una válvula de
mando eléctrico. Sin embargo, dicha válvula sólo posee una función
antifuego, pero no antifuga, siendo esta última función asegurada
por otros órganos. La presencia de una válvula de interrupción del
circuito de aceite, del tipo válvula antisifón, es en efecto
necesaria también cuando tiene lugar la parada normal del motor,
permitiendo el cierre de ésta evitar que el depósito de aceite se
vacíe a través del circuito hacia los puntos bajos del motor.
Además, una válvula del tipo citado necesita, no
solamente una fuente de potencia eléctrica, sino también una lógica
de control a nivel del motor o del avión. Ahora bien, el ordenador
de control está saturado en ciertos aviones, incluso es inexistente
cuando la regulación es servomecánica.
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La presente invención prevé proporcionar una
solución que permita liberarse de los inconvenientes del estado de
la técnica.
La invención tiene por objetivo proporcionar una
válvula de aislamiento única que asegura la doble función antifuego
y antisifón, maniobrada a cada parada y arranque del motor, a
consecuencia de una parada normal o de una parada del motor en
vuelo.
La invención tiene por objetivo particular
proporcionar un dispositivo de mando que permite una utilización
del aire comprimido del motor a la vez para la potencia de mando y
la señal de marcha/parada.
La presente invención se refiere a una
turbomáquina que comprende un compresor de aire y un circuito de
lubrificación que comprende un depósito de aceite, pudiendo dicho
depósito de aceite ser aislado del resto del circuito de
lubrificación por medio de una válvula de aislamiento que comprende
un mando neumático para mantener la válvula en posición abierta y
cerrada cuando la turbomáquina está respectivamente en
funcionamiento y mantenida en parada, y para respectivamente cerrar
y abrir la válvula cuando tiene lugar la parada y el arranque de la
turbomáquina, estando dicha válvula de aislamiento caracterizada
porque está provista de un dispositivo que permite seleccionar
automáticamente como mando, entre dos fuentes de aire a presión, la
que está a presión más alta.
Según una primera forma de realización preferida
de la invención, la primera fuente de presión es la presión de aire
que procede del compresor.
Según una segunda forma de realización preferida
de la invención, la segunda fuente de presión es el mando neumático
correspondiente a una señal de arranque de la máquina, en particular
la presión de aire de mando de un arrancador neumático del
motor.
De manera particularmente ventajosa, la válvula
de aislamiento es mandada por una u otra de las dos fuentes de aire
a presión, a través de una válvula-lanzadera, cuyas
dos puertas de entrada están conectadas respectivamente a dichas
dos fuentes de aire a presión y la puerta de salida está conectada a
la válvula de aislamiento.
Preferentemente, la válvula de aislamiento es
una válvula obturadora provista de un gato con fuelle.
La medición encuentra una aplicación
particularmente apropiada cuando la turbomáquina es un
turbopropulsor.
En este caso, según la invención, la válvula de
aislamiento permite de forma particularmente ventajosa aislar el
depósito de aceite por una parte del resto del circuito de
lubrificación del turbopropulsor y por otra parte del resto del
circuito del lubrificación de una caja de reducción del
turbopropulsor.
La figura 1 representa una vista esquemática del
sistema de mando de una válvula neumática de cierre de la salida
del depósito de aceite en un motor de avión, según la presente
invención.
El sistema propuesto según la invención y
representado en la figura 1 utiliza la energía neumática, por
ejemplo la generada por el compresor 3 o la que alimenta el
arrancador 8, para abrir una válvula de aislamiento 7 del depósito
de aceite 1, cerrada en reposo, que asegura a la vez la protección
del circuito de aceite en caso de fuego y una función antisifón. La
válvula de aislamiento 7 es ventajosamente una válvula obturadora
conectada a un gato con fuelle, lo que permite garantizar su
estanqueidad minimizando al mismo tiempo los rozamientos.
La válvula 7 es accionada o bien por la presión
de aire que alimenta el arrancador 9, o bien por la del compresor
10, según la posición de una válvula "lanzadera" o shuttle
valve 7A incorporada, que permite seleccionar automáticamente
la fuente de presión más alta. Esta
válvula-lanzadera comprende dos puertas de entrada
conectadas en el caso presente respectivamente a la presión de aire
que alimenta el arrancador y a la del compresor y una puerta de
salida conectada a la válvula de aislamiento 7. Una bola efectúa la
lanzadera entre los dos asientos que corresponden a las dos puertas
de entrada, estando libre el asiento correspondiente a la presión
más elevada.
Así la válvula de aislamiento 7 está abierta o
bien cuando el motor funciona, o bien en el momento del arranque.
La misma está cerrada en reposo o cuando tiene lugar un fallo de la
presión del motor en vuelo. La válvula-lanzadera 7A
puede ser ventajosamente regulada sin ningún medio o con un medio
que permita pasar las transitorias de arranque del motor.
La válvula de aislamiento 7 se cierra de nuevo
por tanto en cuanto ya no hay presión de aire, bajo la acción de un
resorte de retorno 7B.
Como se ha representado en el ejemplo de la
figura 1, una vez abierta la válvula de aislamiento, el depósito de
aceite se pone en comunicación con los equipos del circuito de
lubrificación del motor 2, a través de la conducción 4A y la bomba
4, y, a través de la conducción 6A y la bomba 6, con la caja de
reducción (power gear box 5), que presenta en el caso
expuesto en la presente memoria su propio circuito de
lubrificación.
La presente invención presenta las ventajas
siguientes:
- -
- existencia de una válvula única de protección de incendios y a modo de obturador antisifón, de lo que resulta una ganancia en masa y en coste, a la vista de la supresión de las protecciones antifuego (por ejemplo de aceros especiales) y del obturador antisifón separado;
- -
- sin lógica de mando electrónico requerida,
- -
- sin energía eléctrica requerida;
- -
- utilización de un mando neumático a la vez como fuente de potencia y como señal marcha/parada.
Claims (7)
1. Turbomáquina que comprende un compresor de
aire (3) y un circuito de lubrificación que comprende un depósito
de aceite (1), pudiendo dicho depósito de aceite (1) ser aislado del
resto del circuito de lubrificación (4, 4A; 6, 6A) por medio de una
válvula de aislamiento (7) que comprende un mando neumático para
mantener la válvula en posición abierta y cerrada cuando la
turbomáquina está respectivamente en funcionamiento y mantenida en
parada, y para respectivamente cerrar y abrir la válvula cuando
tiene lugar la parada o el arranque de la turbomáquina, estando
dicha válvula de aislamiento (7) caracterizada porque está
provista de un dispositivo (7A) que permite seleccionar
automáticamente como mando, entre dos fuentes de aire a presión (9,
10), la que está a presión más alta.
2. Turbomáquina según la reivindicación 1,
caracterizada porque la primera fuente de presión (10) es la
presión de aire que procede del compresor (3).
3. Turbomáquina según la reivindicación 1,
caracterizada porque la segunda fuente de presión (9) es el
mando neumático que corresponde a una señal de arranque de la
turbomáquina (8), en particular la presión de aire de mando de un
arrancador neumático.
4. Turbomáquina según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la válvula
de aislamiento (7) es mandada por una u otra de las dos fuentes de
aire a presión (9, 10), a través de una
válvula-lanzadera (7A), cuyas dos puertas de
entrada están conectadas respectivamente a dichas dos fuentes de
aire a presión (9, 10) y la puerta de salida está conectada la
válvula de aislamiento (7).
5. Turbomáquina según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la válvula
de aislamiento (7) es una válvula obturadora provista de un gato
con fuelle.
6. Turbomáquina según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
turbomáquina es un turbopropulsor.
7. Turbomáquina según la reivindicación 6,
caracterizada porque la válvula de aislamiento (7) permite
aislar el depósito de aceite (1) por una parte del resto del
circuito de lubrificación (4, 4A) del turbopropulsor y por otra
parte del resto del circuito de lubrificación (6, 6A) de una caja de
reducción (5) del turbopropulsor.
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