ITCO20100014A1 - SELF-LUBRICATING COATING AND METHOD - Google Patents
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Description
TITLE / TITOLO: TITLE / TITLE:
SELF-LUBRICATED COATING AND METHOD / RIVESTIMENTO AUTOLUBRIFICANTE E METODO SELF-LUBRICATED COATING AND METHOD
ARTE NOTA CAMPO DELL<1>INVENZIONE ART NOTE FIELD OF <1> INVENTION
Le realizzazioni dell’oggetto divulgato dal presente documento si riferiscono in generale a metodi e sistemi e, più particolarmente, a meccanismi e tecniche per la formazione di un rivestimento autolubrificante. The realizations of the object disclosed in this document refer in general to methods and systems and, more particularly, to mechanisms and techniques for the formation of a self-lubricating coating.
RIASSUNTO DELL’ARTE NOTA SUMMARY OF KNOWN ART
Nel corso degli ultimi anni, con l'aumento del prezzo dei combustibili fossili, è aumentato l'interesse in vari aspetti correlati alla loro lavorazione. Inoltre, vi è un maggiore interesse nella produzione di motori, turbine, compressori, ecc. più efficienti e affidabili per agevolare una migliore produzione e distribuzione dei prodotti basati su petrolio e gas naturale. Over the last few years, with the increase in the price of fossil fuels, interest in various aspects related to their processing has increased. In addition, there is a greater interest in the production of engines, turbines, compressors, etc. more efficient and reliable to facilitate better production and distribution of oil and natural gas based products.
Siffatte macchine comprendono di solito una parte fissa, Io statore, e una parte rotante, il rotore. Il rotore è configurato per ruotare rispetto allo statore al fine di comprimere il mezzo, oppure di produrre energia elettrica, oppure di trasformare energia elettrica in energia meccanica. Il rotore deve poter ruotare rispetto allo statore con il minor attrito possibile ed entro una data gamma di temperature. Una notevole quantità di calore viene generata dalla rotazione continua del rotore e dal suo peso (che può essere compreso tra i 20 e 20 000 kg e aumenta dell’attrito). Il riscaldamento si manifesta principalmente nei cuscinetti che sostengono il rotore. Such machines usually comprise a stationary part, the stator, and a rotating part, the rotor. The rotor is configured to rotate with respect to the stator in order to compress the medium, or to produce electrical energy, or to transform electrical energy into mechanical energy. The rotor must be able to rotate relative to the stator with as little friction as possible and within a given temperature range. A significant amount of heat is generated by the continuous rotation of the rotor and its weight (which can be between 20 and 20,000 kg and increases friction). The heating occurs mainly in the bearings that support the rotor.
Pertanto possono essere impiegati vari meccanismi per raffreddare i cuscinetti. Uno di tali meccanismi consiste nel far circolare un mezzo, per esempio olio, tra il rotore e i cuscinetti e rimuovere il calore in eccesso raffreddando l’olio. La circolazione dell’olio può essere forzata per mezzo di una pompa. Tuttavia, in caso di guasto della pompa si arresta la circolazione dell’olio e di conseguenza si interrompe la rimozione del calore prodotto nell'interfaccia tra il rotore e il cuscinetto. In tali circostanze potrebbe venire a mancare l’olio nell’interfaccia tra il rotore e il cuscinetto, provocando il riscaldamento di quest’ultimo fino al danneggiamento del rotore e/o del cuscinetto stesso, così come di altri organi della macchina. Therefore various mechanisms can be employed to cool the bearings. One of these mechanisms consists in circulating a medium, for example oil, between the rotor and the bearings and removing excess heat by cooling the oil. The oil circulation can be forced by means of a pump. However, in the event of a pump failure, the circulation of the oil stops and consequently the removal of the heat produced in the interface between the rotor and the bearing stops. In such circumstances, oil may be lacking in the interface between the rotor and the bearing, causing the latter to heat up to damage to the rotor and / or bearing itself, as well as to other parts of the machine.
Se questa situazione anomala non viene rapidamente rilevata dall’operatore della macchina, o da un apposito sistema, in modo da arrestare il funzionamento, l’intera macchina può riportare gravi danni provocando anche l’interruzione dell’intero processo che utilizza la macchina, fatto questo che nell’industria petrolifera e del gas naturale risulta costoso e indesiderabile. Anche se viene identificata tempestivamente la condizione di guasto della macchina può essere a volte impossibile arrestare immediatamente la macchina in questione, in quanto essa fa parte di un processo nel quale vengono coordinate più macchine e l’arresto rapido di una sola di esse non è possibile senza interferire con la sicurezza delle altre. If this anomalous situation is not quickly detected by the operator of the machine, or by a special system, in order to stop operation, the entire machine can be seriously damaged, also causing the interruption of the entire process that uses the machine. this which in the oil and natural gas industry is expensive and undesirable. Even if the fault condition of the machine is identified in a timely manner, it can sometimes be impossible to stop the machine in question immediately, as it is part of a process in which several machines are coordinated and the rapid stop of only one of them is not possible. without interfering with the safety of others.
Pertanto sarebbe desiderabile ottenere sistemi e metodi atti ad offrire all’operatore della macchina un certo intervallo di tempo tra l’istante in cui la macchina cessa di funzionare correttamente e il momento in cui essa viene danneggiata, a causa per esempio dell’alta temperatura che si verifica quando si guasta la pompa dell’olio. Therefore it would be desirable to obtain systems and methods capable of offering the operator of the machine a certain time interval between the moment when the machine stops functioning correctly and the moment it is damaged, for example due to the high temperature that occurs when the oil pump fails.
DESCRIZIONE SOMMARIA SUMMARY DESCRIPTION
Secondo una realizzazione esemplificativa, esiste un metodo per formare un rivestimento autolubrificante su di un substrato. Il metodo prevede di depositare a spruzzo con l’apporto di un gas inerte almeno uno strato di metallo liquido sul substrato; l'aggiunta al metallo liquido di un composto durante la spruzzatura sul substrato; la formazione sul substrato di uno strato poroso comprendente metallo e composto, in cui lo strato poroso presenta una pluralità di pori; il riscaldamento dello strato poroso per aprire i pori; il riempimento dei pori aperti con una sostanza ingrassante in modo che tale porzione della sostanza ingrassante resti immagazzinata in uno o più pori; e il raffreddamento dello strato poroso per chiudere i pori e intrappolare la sostanza ingrassante all’interno dei pori. According to an exemplary embodiment, there is a method of forming a self-lubricating coating on a substrate. The method involves spraying at least one layer of liquid metal on the substrate with the addition of an inert gas; adding a compound to the liquid metal when spraying the substrate; forming on the substrate a porous layer comprising metal and compound, wherein the porous layer has a plurality of pores; heating the porous layer to open the pores; filling the open pores with a greasing substance so that this portion of the greasing substance remains stored in one or more pores; and the cooling of the porous layer to close the pores and trap the greasing substance inside the pores.
Secondo ancora un’altra realizzazione esemplificativa, vi è un metodo di funzionamento di un macchinario a turbina provvisto di meccanismo di sicurezza per un cuscinetto. Il metodo comprende un rotore rotante rispetto a uno statore della macchina a turbina, in cui il rotore è sostenuto da un cuscinetto che comprende almeno uno strato poroso a sua volta comprendente un metallo e un composto formanti una pluralità di fori e una sostanza ingrassante conservata nei pori, i quali forniscono un lubrificante al cuscinetto mentre il rotore ruota in modo da mantenere una temperatura sostanzialmente costante del cuscinetto. According to yet another exemplary embodiment, there is a method of operation of a turbine machinery equipped with a safety mechanism for a bearing. The method comprises a rotor rotating relative to a turbine machine stator, in which the rotor is supported by a bearing comprising at least one porous layer in turn comprising a metal and a compound forming a plurality of holes and a greasing substance stored in the pores, which provide a lubricant to the bearing as the rotor rotates to maintain a substantially constant temperature of the bearing.
Secondo ancora un’altra realizzazione esemplificativa, vi è una macchina a turbina che comprende uno statore configurato per restare fisso, un rotore configurato per ruotare rispetto allo statore, un cuscinetto configurato per sostenere il rotore e facilitare una rotazione del rotore, e un rivestimento autolubrificante sul cuscinetto del rotore. Il rivestimento autolubrificante comprende almeno uno strato poroso, il quale comprende a sua volta un metallo e un composto formanti una pluralità di pori e una sostanza ingrassante conservata nei pori, mentre i pori sono chiusi e intrappolano la sostanza ingrassante quando la temperatura di funzionamento del cuscinetto si mantiene al di sotto di un valore predeterminato. According to yet another exemplary embodiment, there is a turbine machine which includes a stator configured to remain stationary, a rotor configured to rotate relative to the stator, a bearing configured to support the rotor and facilitate rotation of the rotor, and a self-lubricating liner. on the rotor bearing. The self-lubricating coating comprises at least one porous layer, which in turn comprises a metal and a compound forming a plurality of pores and a greasing substance stored in the pores, while the pores are closed and trap the greasing substance when the bearing operating temperature it remains below a predetermined value.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
I disegni allegati, che sono incorporati nella descrizione dettagliata e ne costituiscono parte integrante, illustrano una o più forme di realizzazione e, insieme alla descrizione, spiegano tali forme di realizzazione. Nei disegni: The accompanying drawings, which are incorporated into the detailed description and form an integral part thereof, illustrate one or more embodiments and, together with the description, explain such embodiments. In the drawings:
la Figura 1 è lo schema di una macchina dotata di uno statore e un rotore; Figure 1 is a diagram of a machine equipped with a stator and a rotor;
la Figura 2 è lo schema di un substrato recante un rivestimento autolubrificante secondo una forma di realizzazione esemplificativa; Figure 2 is a diagram of a substrate bearing a self-lubricating coating according to an exemplary embodiment;
la Figura 3 mostra uno strato poroso secondo una forma di realizzazione esemplificativa; Figure 3 shows a porous layer according to an exemplary embodiment;
la Figura 4 è un diagramma di flusso che illustra il metodo per realizzare un rivestimento autolubrificante su un substrato secondo una forma di realizzazione esemplificativa; e Figure 4 is a flowchart illustrating the method of making a self-lubricating coating on a substrate according to an exemplary embodiment; And
La Figura 5 è un diagramma di flusso che illustra un metodo di funzionamento di un macchinario a turbina provvisto di meccanismo di sicurezza per un cuscinetto secondo una forma di realizzazione esemplificativa. Figure 5 is a flowchart illustrating a method of operation of a turbine machinery provided with a safety mechanism for a bearing according to an exemplary embodiment.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION
La seguente descrizione delle forme di realizzazione esemplificative si riferisce ai disegni allegati. Gli stessi numeri di riferimento in diversi disegni identificano gli stessi elementi o elementi simili. La seguente descrizione dettagliata non limita l’invenzione. Il campo d’applicazione dell’invenzione è invece definito dalle rivendicazioni allegate. Le seguenti realizzazioni sono trattate, per ragioni di semplicità, in relazione alla terminologia e struttura di un compressore. Tuttavia, le realizzazioni da trattare in seguito non sono limitate ai compressori, ma possono essere applicate ad altri sistemi, comprendenti un rotore sostenuto da cuscinetti. 11 riferimento in tutta la descrizione particolareggiata a "una forma di realizzazione” significa che una particolare funzione, struttura o caratteristica descritta in relazione a una forma di realizzazione è inclusa in almeno una forma di realizzazione dell'oggetto descritto. Perciò, la comparsa della frase “in una forma di realizzazione” in vari punti della descrizione particolareggiata non si riferisce necessariamente alla stessa forma di realizzazione. Inoltre, le particolari funzioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in qualsiasi modo adatto in una o più forme di realizzazione. The following description of the exemplary embodiments refers to the accompanying drawings. The same reference numerals in different drawings identify the same or similar elements. The following detailed description does not limit the invention. The field of application of the invention is instead defined by the attached claims. The following embodiments are treated, for reasons of simplicity, in relation to the terminology and structure of a compressor. However, the embodiments to be discussed below are not limited to compressors, but can be applied to other systems, including a rotor supported by bearings. Reference throughout the detailed description to "an embodiment" means that a particular function, structure or feature described in connection with an embodiment is included in at least one embodiment of the described object. Therefore, the appearance of the sentence "In one embodiment" at various points of the detailed description does not necessarily refer to the same embodiment Furthermore, the particular functions, structures or features may be combined in any suitable way in one or more embodiments.
Secondo una forma di realizzazione esemplificativa, parte del rotore, del cuscinetto, o di entrambi, è ricoperta con un rivestimento autolubrificante configurato per immagazzinare un materiale ingrassante mentre la macchina funziona a temperatura normale e per rilasciare il materiale ingrassante quando la temperatura della macchina aumenta oltre una certa temperatura di soglia. According to an exemplary embodiment, part of the rotor, bearing, or both, is coated with a self-lubricating liner configured to store a greasing material while the machine is operating at normal temperature and to release the greasing material when the machine temperature rises beyond a certain threshold temperature.
Secondo una realizzazione esemplificativa mostrata nella Figura 1 , un compressore 10 comprende tra l’altro un rotore 12 configurato per ruotare rispetto a un rotore 14. Il rotore 12 è sostenuto per esempio ad entrambe le estremità da uno o più cuscinetti 16. Sono noti nella tecnica vari tipi di cuscinetti ed è possibile utilizzare uno qualsiasi di essi per sostenere il rotore 12. Un esempio di cuscinetto è il tipo reggispinta descritto nel brevetto statunitense n. 6,361 ,215, il cui intero contenuto è incorporato nel presente documento per riferimento. According to an exemplary embodiment shown in Figure 1, a compressor 10 comprises inter alia a rotor 12 configured to rotate with respect to a rotor 14. The rotor 12 is supported for example at both ends by one or more bearings 16. They are known in the various types of bearings and any of them may be used to support rotor 12. An example of a bearing is the thrust type disclosed in U.S. Pat. 6,361, 215, the entire content of which is incorporated herein by reference.
Un cuscinetto reggispinta 16 impiega uno o più pattini 18 che sostengono il rotore 12 mentre l'olio viene iniettato nell'interfaccia 20 tra i pattini 18 e il rotore 12 per ridurre l’attrito e/o raffreddare l’interfaccia. Una pompa (non rappresentata) può essere utilizzata per pompare olio attraverso il canale 22 di ciascun pattino nell'interfaccia 20 tra il pattino 18 e il rotore 12. Se l’olio non venisse inviato all'interfaccia 20, la temperatura nell'interfaccia aumenterebbe oltre un valore accettabile, il che potrebbe danneggiare il cuscinetto 16, il rotore 12 o entrambi. Secondo una realizzazione esemplificativa mostrata nella Figura 2, una parte del rotore 12 o del cuscinetto 16 o di entrambi può essere rivestita con uno strato autolubrificante 24. Lo strato autolubrificante 24 può essere depositato, come mostrato nella Figura 2, su un substrato 26, che può far parte del rotore 12 e/o del cuscinetto 16. Quando lo strato autolubrificante 24 viene deposto sul rotore 12, si desidera che questo strato sia depositato direttamente di fronte al cuscinetto 16. Lo strato 24 può comprendere un materiale di base 28 depositato sul substrato 24. Il materiale di base può essere costituito da un metallo utilizzato per il cuscinetto, per esempio ghisa grigia, acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, leghe non ferrose, eccetera. In una applicazione, il materiale di base è plastico, per esempio comprende un materiale con basso contenuto di carbonio e alto contenuto di Ferro, Nichel o Cobalto. In un'altra applicazione il materiale di base non contiene Cromo. In ancora un'altra applicazione, il materiale di base può comprendere un metallo non ferroso, in modo che il materiale di base sia plastico. Il materiale di base può essere deposto con metodi noti nella tecnica. Per esempio, il materiale di base può essere spruzzato sul substrato. Tuttavia, in una applicazione il materiale di base 28 non fa parte dello strato 24. Il materiale di base 28 viene deposto per assicurare una migliore aderenza tra lo strato autolubrificante 24 e il substrato 26. A thrust bearing 16 employs one or more pads 18 which support the rotor 12 while the oil is injected into the interface 20 between the pads 18 and the rotor 12 to reduce friction and / or cool the interface. A pump (not shown) can be used to pump oil through channel 22 of each shoe at the interface 20 between the shoe 18 and the rotor 12. If the oil were not sent to the interface 20, the temperature in the interface would rise. beyond an acceptable value, which could damage bearing 16, rotor 12, or both. According to an exemplary embodiment shown in Figure 2, a part of the rotor 12 or bearing 16 or both can be coated with a self-lubricating layer 24. The self-lubricating layer 24 can be deposited, as shown in Figure 2, on a substrate 26, which may be part of the rotor 12 and / or the bearing 16. When the self-lubricating layer 24 is deposited on the rotor 12, it is desired that this layer be deposited directly in front of the bearing 16. The layer 24 may comprise a base material 28 deposited on the substrate 24. The base material may be a metal used for the bearing, for example gray cast iron, stainless steel, carbon steel, non-ferrous alloys, etc. In one application, the base material is plastic, for example it comprises a material with low carbon content and high iron, nickel or cobalt content. In another application the base material does not contain Chromium. In yet another application, the base material may comprise a non-ferrous metal, so that the base material is plastic. The base material can be deposited by methods known in the art. For example, the base material can be sprayed onto the substrate. However, in one application the base material 28 is not part of the layer 24. The base material 28 is deposited to ensure better adhesion between the self-lubricating layer 24 and the substrate 26.
Uno strato poroso 30, che fornisce la funzionalità autolubrificante, viene formato sullo strato del materiale di base 28 o direttamente sul substrato 26. Lo strato poroso 30 può comprendere un metallo e un composto che promuove la formazione di pori nello strato poroso 30. Il metallo può essere uno o più tra quelli utilizzati per il cuscinetto, per esempio ghisa grigia, acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, eccetera, in funzione dell’applicazione, della durezza desiderata dello strato, del carico dei cuscinetti. Il composto può essere uno o più tra polvere di grafite, bisolfuro di molibdeno (MoS2), solfuro di tungsteno (WS2). Il metallo viene spruzzato in fase liquida sullo strato di materiale di base 28. Per esempio è possibile utilizzare il plasma o l’arco elettrico per spruzzare il metallo liquido e il composto. È possibile utilizzare un gas inerte sotto pressione non solo per inviare il metallo fuso dall’applicatore (o altro dispositivo utilizzato per rivestire il substrato) ma anche per inserire il composto nel metallo fuso. Per esempio, il gas inerte potrebbe essere azoto (N). A porous layer 30, which provides self-lubricating functionality, is formed on the base material layer 28 or directly on the substrate 26. The porous layer 30 may comprise a metal and a compound that promotes the formation of pores in the porous layer 30. The metal it can be one or more of those used for the bearing, for example gray cast iron, stainless steel, carbon steel, etc., depending on the application, the desired hardness of the layer, the load of the bearings. The compound can be one or more of graphite powder, molybdenum disulfide (MoS2), tungsten sulphide (WS2). The metal is sprayed in the liquid phase on the base material layer 28. For example, it is possible to use plasma or an electric arc to spray the liquid metal and the compound. It is possible to use an inert gas under pressure not only to send the molten metal from the applicator (or other device used to coat the substrate) but also to insert the compound into the molten metal. For example, the inert gas could be nitrogen (N).
Lo strato poroso 30 è mostrato nella Figura 3 come avente una pluralità di pori 32 distribuiti attraverso la miscela di metallo e composto 34. Il numero della pluralità di pori 32 dipende da molte variabili. Per esempio, il numero di pori può dipendere dalla temperatura alla quale il metallo liquido viene spruzzato sul substrato, la pressione del gas inerte, la distanza tra applicatore che spruzza il metallo liquido e il substrato, lo specifico metallo utilizzato, lo specifico composto utilizzato, eccetera. In una applicazione, lo spessore dello strato autolubrificante 30 è compreso tra i micrometri e i millimetri. The porous layer 30 is shown in Figure 3 as having a plurality of pores 32 distributed across the mixture of metal and compound 34. The number of the plurality of pores 32 depends on many variables. For example, the number of pores may depend on the temperature at which the liquid metal is sprayed onto the substrate, the pressure of the inert gas, the distance between the applicator spraying the liquid metal and the substrate, the specific metal used, the specific compound used, etc. In one application, the thickness of the self-lubricating layer 30 is between micrometers and millimeters.
Una volta che lo strato poroso 30 si è formato sul substrato 26 e la temperatura dell’assieme è scesa circa alla temperatura ambiente (per esempio 25 °C) , i pori sono chiusi, ovvero, se lo strato poroso 30 è immerso in un bagno di liquido solo una quantità insignificante di esso entra nei pori dello strato 30. Tuttavia se lo strato 30 insieme al substrato 26 vengono esposti (per esempio immersi) in un bagno ad alta temperatura, i pori 32 dello strato 30 si aprono e l’olio inizia a riempire i pori. Il campo delle alte temperature può andare da 80 a 500 °C, in funzione per esempio del tipo di olio (sintetico o meno, eccetera). Nell’esempio è stato utilizzato dell’olio, ma è possibile impiegare qualsiasi materiale ingrassante per riempire (completamento o in parte) i pori dello strato 30. Once the porous layer 30 has formed on the substrate 26 and the temperature of the assembly has dropped to approximately room temperature (e.g. 25 ° C), the pores are closed, that is, if the porous layer 30 is immersed in a bath of liquid only an insignificant amount of it enters the pores of the layer 30. However, if the layer 30 together with the substrate 26 are exposed (for example immersed) in a high temperature bath, the pores 32 of the layer 30 open and the oil begins to fill the pores. The high temperature range can range from 80 to 500 ° C, depending for example on the type of oil (synthetic or not, etc.). In the example, oil was used, but it is possible to use any greasing material to fill (complete or partially) the pores of layer 30.
Il substrato 26 e lo strato 30 vengono poi raffreddati a temperatura ambiente per sigillare i pori, in modo che tale materiale ingrassante assorbito venga immagazzinato all’interno dei pori 32. Tale substrato recante lo strato autolubrificante 30 viene poi utilizzato in una o più delle macchine discusse sopra. Pertanto, quando una di tali macchine non fornisce olio nell’interfaccia tra il rotore e il cuscinetto, la temperatura dell’interfaccia supera la temperatura di apertura dei pori dello strato autolubrificante 30, il che determina il rilascio del materiale ingrassante dallo strato poroso 30 nell’interfaccia tra rotore e cuscinetto. The substrate 26 and the layer 30 are then cooled to room temperature to seal the pores, so that this absorbed greasing material is stored inside the pores 32. This substrate bearing the self-lubricating layer 30 is then used in one or more of the machines discussed above. Therefore, when one such machine does not supply oil at the interface between the rotor and the bearing, the interface temperature exceeds the pore opening temperature of the self-lubricating layer 30, which results in the release of the greasing material from the porous layer 30 into the interface between rotor and bearing.
Tale strato autolubrificante 30, in funzione delle sue dimensioni e della sua distribuzione sul cuscinetto e/o rotore, può offrire all’operatore della macchina minuti, se non ore, di funzionamento sicuro anche in caso di guasto del principale meccanismo di alimentazione dell’olio. In tal modo l’operatore ha il tempo sufficiente per spegnere l’intera linea di lavorazione in modo controllato senza compromettere la sicurezza delle altre macchine che la costituiscono. This self-lubricating layer 30, depending on its size and distribution on the bearing and / or rotor, can offer the machine operator minutes, if not hours, of safe operation even in the event of failure of the main oil supply mechanism. . In this way, the operator has enough time to shut down the entire processing line in a controlled manner without compromising the safety of the other machines that make it up.
Sebbene intuitivamente possa sembrare opportuno prevedere uno spesso strato autolubrificante 30 per ottenere una maggiore riserva di materiale ingrassante, si è tuttavia riscontrato che uno strato spesso è soggetto a rotture, e pertanto è di minore durata. Inoltre le fratture nello strato di forte spessore lasciano sfuggire il materiale ingrassante prima del previsto e possono anche compromettere l’aderenza dello strato poroso al substrato. Al contrario, uno strato sottile non è desiderabile in quanto non trattiene una quantità sufficiente di materiale ingrassante. Pertanto il giusto spessore dello strato autolubrificante 30 dipende dal tipo di macchina, dal peso del rotore, dal numero di pattini, dal numero di cuscinetti, eccetera. Although intuitively it may seem appropriate to provide a thick self-lubricating layer 30 to obtain a greater reserve of greasing material, it has nevertheless been found that a thick layer is subject to breakage, and therefore is of shorter duration. Furthermore, fractures in the thick layer let the greasing material escape earlier than expected and can also compromise the adhesion of the porous layer to the substrate. Conversely, a thin layer is undesirable as it does not retain a sufficient amount of greasing material. Therefore, the correct thickness of the self-lubricating layer 30 depends on the type of machine, the weight of the rotor, the number of shoes, the number of bearings, etc.
Secondo una realizzazione esemplificativa illustrata nella Figura 4, esiste un metodo per realizzare un rivestimento autolubrificante su di un substrato. Il metodo prevede un passo 400 dove viene depositato a spruzzo con l’apporto di un gas inerte almeno uno strato di metallo liquido sul substrato; un passo 402 dove si aggiunge al metallo liquido un composto durante la spruzzatura sul substrato; un passo 404 dove avviene la formazione sul substrato di uno strato poroso comprendente metallo e composto, in cui lo strato poroso presenta una pluralità di pori; un passo 406 dove avviene il riscaldamento dello strato poroso per aprire i pori; un passo 408 dove avviene il riempimento dei pori aperti con una sostanza ingrassante in modo che tale porzione della sostanza ingrassante resti immagazzinata in uno o più pori; e un passo 410 dove avviene il raffreddamento dello strato poroso per chiudere i pori e intrappolare la sostanza ingrassante all’interno dei pori. According to an exemplary embodiment illustrated in Figure 4, there is a method for making a self-lubricating coating on a substrate. The method involves a step 400 where at least one layer of liquid metal on the substrate is deposited by spray with the addition of an inert gas; a step 402 where a compound is added to the liquid metal while spraying the substrate; a step 404 where the formation on the substrate of a porous layer comprising metal and compound takes place, in which the porous layer has a plurality of pores; a step 406 where the porous layer is heated to open the pores; a step 408 where the filling of the open pores with a greasing substance occurs so that this portion of the greasing substance remains stored in one or more pores; and a step 410 where the porous layer is cooled to close the pores and trap the greasing substance inside the pores.
Si noti che il gas utilizzato per depositare il metallo liquido può essere un gas inerte. Tuttavia per depositare strati ferrosi è possibile usare azoto (N2) in quanto è meno costoso. Inoltre il gas azoto (N2) può conferire più plasticità allo strato poroso, il che è desiderabile. Il gas azoto (N2) è migliore dell’Argon o deH’aria compressa in quanto evita l’ossidazione degli elementi in lega nel metallo liquido e inoltre non altera la composizione dello strato depositato. Note that the gas used to deposit the liquid metal can be an inert gas. However, nitrogen (N2) can be used to deposit ferrous layers as it is less expensive. Furthermore, nitrogen gas (N2) can impart more plasticity to the porous layer, which is desirable. Nitrogen gas (N2) is better than Argon or compressed air as it avoids oxidation of the alloy elements in the liquid metal and also does not alter the composition of the deposited layer.
Secondo una realizzazione esemplificativa illustrata in Figura 5, è presente un metodo per fornire un meccanismo di sicurezza per un cuscinetto di una macchina a turbina. Il metodo comprende un passo 500, dove un rotore ruota rispetto a uno statore della macchina a turbina; un passo 502 in cui il rotore è sostenuto da un cuscinetto che comprende almeno uno strato poroso a sua volta comprendente un metallo e un composto formanti una pluralità di fori e una sostanza ingrassante conservata nei pori; e un passo 504 dove si fornisce un lubrificante al cuscinetto mentre il rotore ruota in modo da mantenere una temperatura sostanzialmente costante del cuscinetto. According to an exemplary embodiment illustrated in Figure 5, there is a method of providing a safety mechanism for a turbine machine bearing. The method comprises a pitch 500, where a rotor rotates with respect to a stator of the turbine machine; a step 502 in which the rotor is supported by a bearing which comprises at least one porous layer in turn comprising a metal and a compound forming a plurality of holes and a greasing substance stored in the pores; and a step 504 where a lubricant is supplied to the bearing as the rotor rotates to maintain a substantially constant temperature of the bearing.
Le realizzazioni esemplificative divulgate offrono un sistema e un metodo atti fornire un materiale ingrassante in caso di guasto di un apposito sistema di adduzione del materiale ingrassante. Deve essere chiaro che la presente descrizione non intende limitare l ’ invenzione. Al contrario, le realizzazioni esemplificative intendono applicarsi alle alternative, alle modifiche e alle soluzioni equivalenti, che rientrano nello spirito e nel campo d ’ applicazione dell ’ invenzione secondo quanto definito dalle rivendicazioni allegate. Inoltre, nella descrizione dettagliata delle realizzazioni esemplificative, sono esposti numerosi dettagli specifici al fine di consentire una comprensione esauriente dell’ invenzione rivendicata. Tuttavia, l ’ esperto dell ’ arte comprenderebbe che varie realizzazioni possono essere attuate senza tali dettagli specifici. The disclosed exemplary embodiments offer a system and method for providing a greasing material in the event of a failure of a suitable greasing material supply system. It must be clear that the present description does not intend to limit the invention. On the contrary, the exemplary embodiments are intended to apply to alternatives, modifications and equivalent solutions, which fall within the spirit and scope of the invention as defined by the attached claims. Furthermore, in the detailed description of the exemplary embodiments, numerous specific details are shown in order to allow a comprehensive understanding of the claimed invention. However, the art expert would understand that various realizations can be implemented without such specific details.
Sebbene le caratteristiche ed elementi delle attuali forme di realizzazione esemplificative siano descritte nelle forme di realizzazione in combinazioni particolari, ciascuna caratteristica o elemento può essere utilizzato singolarmente senza le altre caratteristiche ed elementi delle forme di realizzazione oppure in varie combinazioni, con o senza altre caratteristiche ed elementi qui descritti. Although the features and elements of the current exemplary embodiments are described in the embodiments in particular combinations, each feature or element can be used individually without the other features and elements of the embodiments or in various combinations, with or without other features and items described here.
La presente descrizione scritta utilizza esempi dell’oggetto divulgato per permettere a qualsiasi esperto della tecnica di implementare tale oggetto, includendo la realizzazione e l'utilizzo di qualsiasi dispositivo o sistema e l'esecuzione dei metodi incorporati. La portata dell’oggetto del brevetto è definita dalle rivendicazioni e può includere altri esempi che possono presentarsi agli esperti della tecnica. Tali altri esempi sono da intendersi come parte integrante della portata delle rivendicazioni. This written description uses examples of the disclosed object to allow any expert in the art to implement this object, including the creation and use of any device or system and the execution of the incorporated methods. The scope of the patent object is defined by the claims and may include other examples that may arise for those skilled in the art. Such other examples are to be understood as an integral part of the scope of the claims.
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