BRPI0715214A2 - dispositivo orientador de uma mÁquina de fluxo e palheta de guia para tal dispositivo orientador - Google Patents

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Abstract

DISPOSITIVO ORIENTADOR DE UMA MÁQUINA DE FLUXO E PALHETA DE GUIA PARA TAL DISPOSITIVO ORIENTADOR. A presente invenção refere-se a um dispositivo de guia para uma turbomáquina, em particular para uma turbina a vapor, com um anel de palheta de guia (10) e uma pluralidade de palhetas de guia (11), as quais são fixadas ao anel de palheta de (10) de modo a ficarem distribuídas ao longo da circunferência do anel de palheta de guia (10). De acordo com a presente invenção, o anel de palheta de guia (10) tem uma ranhura (13), e as palhetas de guia (11) têm também ranhuras (14) que, em uma condição montada, ficam alinhadas à ranhura (13) do anel de palheta de guia (10) em estado montado, e as palhetas de guia (11) são fixadas, em sua posição radial, ao anel de palheta de guia (10) por meio de um anel de retenção (15) que se encaixa na ranhura (13) do anel de palheta de guia (10) e nas ranhuras (14) das palhetas de guia (11).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITI- VO ORIENTADOR DE UMA MÁQUINA DE FLUXO E PALHETA DE GUIA PARA TAL DISPOSITIVO ORIENTADOR".
A presente invenção refere-se a um dispositivo de guia de uma turbomáquina de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A presente invenção se refere ainda a um método para a produção de um dispositivo de guia de uma turbomáquina e de uma palheta de guia para um dispositivo de guia deste tipo.
A Patente DE 195 47 653 C2 apresenta um dispositivo de guia para uma turbomáquina, particularmente uma turbina a vapor. O dispositivo de guia apresentado compreende um anel de palheta de guia, e uma plurali- dade de palhetas de guia é presa ao anel de palheta de guia de modo que as palhetas fiquem distribuídas ao longo de sua circunferência. O anel de palheta de guia, juntamente com as palhetas de guia presas no anel de pa- Iheta de guia, ficam presos a um condutor de palheta de guia.
De acordo com a Patente DE 195 47 653 C2, as palhetas de guia são presas no anel de palheta de guia de tal forma que um furo de pas- sagem seja provido para a fixação dos pés de palheta de guia das palhetas de guia no anel de palheta de guia para cada palheta de guia, furo de pas- sagem este que penetra no anel de palheta de guia, tornando a base da pa- lheta de guia adequada para tal inserção lateral de um pino de retenção de palheta que se estende em um sentido axial. A fixação das palhetas de guia no anel de palheta de guia, desta forma, requer extensivos recursos de fa- bricação e montagem elaborada. Com base no que se encontra acima apresentado, é o objeto da
presente invenção prover um dispositivo de guia mais simples para uma tur- bomáquina. Este objeto é alcançado através de um dispositivo de guia de uma turbomáquina de acordo com a reivindicação 1.
De acordo com a presente invenção, o anel de palheta de guia tem uma ranhura, e as palhetas de guia igualmente possuem uma ranhura que fica alinhada à ranhura do anel de palheta de guia em seu estado mon- tado, e as palhetas de guia são fixadas, em sua posição radial, ao anel de palheta de guia por meio de um anel de retenção que se encaixa na ranhura do anel de palheta de guia e nas ranhuras das palhetas de guia.
Tendo em vista que a fixação radial das palhetas de guia ao a- nel de palheta de guia é feita no dispositivo de guia, de acordo com a pre- sente invenção, por meio de um anel de retenção que se encaixa em uma ranhura do anel de palheta de guia e nas ranhuras correspondentes das pa- lhetas de guia, ocorre um processo menos dispendioso na fabricação e na montagem. Além disso, a troca das palhetas de guia durante um trabalho de reparo ou em uma etapa de manutenção no dispositivo de guia, de acordo
com a presente invenção, é facilitada.
Um método para a produção do dispositivo de guia da turbomá- quina é definido nas reivindicações 10 e 11. A palheta de guia, de acordo com a presente invenção, para um dispositivo de guia de uma turbomáquina é definida na reivindicação 12.
Outros desenvolvimentos preferidos da presente invenção são
indicados nas reivindicações dependentes e na descrição a seguir. Um e- xemplo de modalidade da presente invenção é descrito em mais detalhe com referência aos desenhos sem que a presente invenção fique limitada ao mesmo.
A figura 1 mostra um detalhe de um dispositivo de guia, de a-
cordo com a presente invenção, para uma turbomáquina;
a figura 2 mostra uma seção transversal através do dispositivo de guia ao longo do sentido da seção A-A da figura 1;
a figura 3 é uma vista em perspectiva de um detalhe de um anel
de palheta de guia do dispositivo de guia, de acordo com a presente inven- ção;
a figura 4 mostra uma seção transversal através do anel de pa- lheta de guia da figura 3 no sentido da seção análogo ao sentido da seção A-A da figura 1;
a figura 5 é uma vista em perspectiva de uma palheta de guia do
dispositivo de guia, de acordo com a presente invenção;
a figura 6 mostra uma vista lateral das palhetas de guia da figura 5;
a figura 7 mostra um detalhe de um dispositivo de guia, de acor- do com a presente invenção; e
a figura 8 mostra uma seção transversal através da disposição da figura 7 ao longo do sentido da seção B-B da figura 7.
A figura 1 mostra um detalhe de um dispositivo de guia de acor- do com a presente invenção em uma turbomáquina na região de um anel de palheta de guia 10 e uma pluralidade de palhetas de guia 11 presas no anel de palheta de guia 10. As figuras 3 e 4 mostram o anel de palheta de guia 10 isolado; as figuras 5 e 6 mostram uma palheta de guia 11 também isolada.
O anel de palheta de guia 10 é de preferência dividido e com- posto de duas metades. De acordo com a figura 1, as palhetas de guia 11 são presas no anel de palheta de guia 10 a uma distância uma da outra con- siderada no sentido circunferencial das mesmas. As palhetas de guia podem ser inseridas nos recessos 12 (vide figura 3) do anel de palheta de guia 10 para a montagem das palhetas de guia 11 no anel de palheta de guia 10. Os recessos 12 do anel de palheta de guia 10 se estendem no sentido radial de modo que as palhetas de guia 11 sejam inseridas nos recessos 12 do anel de palheta de guia 10 a partir do lado radial externo para o lado radial interno ou, ao contrário, do lado radial interno para o lado radial externo a fim de montar as palhetas de guia 11 no anel de palheta de guia 10.
Para fixar as palhetas de guia 11 no sentido radial ao anel de palheta de guia 10, uma ranhura 13 que se estende em um sentido circunfe- rencial do anel de palheta de guia 10 é incorporada a um lado do anel de palheta de guia 10. Da mesma forma, uma ranhura 14 é introduzida em cada palheta de guia 11 em um lado da mesma.
A ranhura 14 de cada palheta de guia 11 é em forma de arco, particularmente na forma de um arco circular, e é incorporada a uma extre- midade radial externa da mesma. A ranhura 13 do anel de palheta de guia 10 é também em forma de arco, particularmente na forma de um arco circu- lar.
Uma superfície de limite radial interna e uma superfície de limite radial externa das ranhuras 13, 14 do anel de palheta de guia 10 e as palhe- tas de guia 11 ficam de preferência a uma distância dentre 3 mm e 9 mm uma da outra, particularmente dentre 4 mm e 8 mm. A superfície de limite radial interna e a superfície de limite radial externa das ranhuras 13, 14 são planas ou formadas como seções de uma superfície cilíndrica, cônica ou toroidal.
Quando as palhetas de guia 11 são montadas no anel de palhe- ta de guia 10, as ranhuras 14 das palhetas de guia 11 ficam alinhadas à ra- nhura 13 do anel de palheta de guia 10. Um anel de retenção 15 que se en- caixa na ranhura 13 do anel de palheta de guia 10 e na ranhura 14 das pa- lhetas de guia 11, como se pode observar de forma mais evidente na figura 2, serve para fixar radialmente as palhetas de guia 11 ao anel de palheta de guia 10. Por conseguinte, as palhetas de guia 11 podem ser fixadas em sua posição radial ao anel de palheta de guia 10 por meio do anel de retenção 15.
A extensão radial do anel de retenção 15 é adaptada à distância entre a superfície de limite radial interna e a superfície de limite radial exter- na das ranhuras 13, 14. Da mesma forma, o contorno das superfícies de li- mite radial do anel de retenção 15 é adaptado ao contorno da superfície de limite radial interna e da superfície de limite radial externa das ranhuras 13, 14 de modo que as superfícies de limite radial do anel de retenção 15 se encaixem contra as superfícies de limite radial das ranhuras 13, 14, com a menor folga possível e por toda a superfície.
Como ainda se pode observar mais claramente a partir da figura 2, as saliências das palhetas de guia 11 associadas às extremidades radiais internas das palhetas de guia 11 se encaixam nos recessos de um capuz interno 17 do dispositivo de guia. No entanto, um capuz interno 17 deste tipo é totalmente opcional. O dispositivo de guia, de acordo com a presente in- venção, pode ainda ser construído sem um capuz interno, em cujo caso as palhetas de guia não terão saliências em suas extremidades radiais internas.
Com referência às figuras 7 e 8, o anel de palheta de guia 10 juntamente com as palhetas de guia 11 fixadas no anel de palheta de guia 10 podem ser presos no condutor de palheta de guia 18, especificamente, de acordo com as figuras 7 e 8, por meio de pelo menos um parafuso 19. De acordo com a figura 8, o parafuso 19 se encaixa exclusivamente no condutor de palheta de guia 18 por meio de um eixo de parafuso 20, porém o parafu- so 19 se sobrepõe parcialmente ao condutor de palheta 18 e ao anel de pa- lheta 10, assim como ao anel de retenção 15 (vide figura 7) por meio de sua cabeça de parafuso 21.
Por conseguinte, o anel de palheta de guia 10 pode ser preso ao condutor de palheta de guia 18 ao longo de um círculo por meio do parafuso 19; o parafuso 19 ainda servindo para fixar o anel de fixação 15 em um sen- tido circular no anel de palheta de guia 10. Conforme já apresentado anteri- ormente, um ou mais parafusos 19 deste tipo podem ser dispostos de modo a ficarem distribuídos sobre a circunferência do dispositivo de guia 10.
De maneira alternativa, o anel de palheta de guia pode ser pre- so ao condutor de palheta de guia e o anel de retenção pode ser preso ao anel de palheta de guia por meio de uma chaveta ou disco que fica preso no condutor de palheta de guia por meio de pelo menos um parafuso e cobre as três montagens em conjunto.
A fabricação e a montagem do dispositivo de guia de acordo com a presente invenção podem ser feitas de tal maneira que a ranhura 13 seja incorporada ao anel de palheta de guia 10, e as ranhuras 14 sejam in- corporadas às palhetas de guia 11 antes de as palhetas de guia 11 serem encaixadas no anel de palheta de guia 10 e, por conseguinte, possam ser produzidas separadamente.
A ranhura 13 é de preferência incorporada ao anel de palheta de guia 10 por meio de torneamento ou fresagem, e as ranhuras 14 são de pre- ferência incorporadas às palhetas de guia 11 por meio de fresagem ou con- formação. Em seguida, as palhetas de guia 11 podem ser presas no anel de palheta de guia 10 por meio dos recessos 12, o anel de retenção 15 sendo inserido nas ranhuras 13, 14 em um sentido axial quando as ranhuras 14 das palhetas de guia 11 ficam alinhadas à ranhura 13 do anel de palheta de guia 10. De maneira alternativa, a fabricação e a montagem do dispositi- vo de guia de acordo com a presente invenção podem também ser feitas de tal maneira que palhetas de guia 11 sem ranhuras possam ser introduzidas em um anel de palheta de guia 10 sem ranhura por meio dos recessos 12, e as ranhuras 13, 14 possam ser incorporadas em conjunto ao anel de palheta de guia 10 e às palhetas de guia 11 por meio de torneamento ou fresagem.
O dispositivo de guia, de acordo com a presente invenção, é ca- racterizado por um dispêndio relativamente baixo nos processos de fabrica- ção e montagem. Além disso, as palhetas podem ser trocadas no dispositivo de guia, de acordo com a presente invenção, de uma maneira relativamente simples.
Listagem de Referência
- anel de palheta de guia
11 - palheta de guia 12 - recesso
13 - ranhura
14 - ranhura
- anel de retenção
16 - saliência
17 - capuz interno
18 - condutor de palheta de guia
19 - parafuso
- eixo de parafuso
21 - cabeça de parafuso

Claims (15)

1. Dispositivo de guia para uma turbomáquina, particularmente uma turbina a vapor, compreendendo um anel de palheta de guia e uma plu- ralidade de palhetas de guia presas no anel de palheta de guia de modo a ficarem distribuídas ao longo da circunferência do anel de palheta de guia, caracterizado pelo fato de que o anel de palheta de guia (10) possui uma ranhura (13), pelo fato de que as palhetas de guia (11) possuem ranhuras (14) alinhadas à ranhura (13) do anel de palheta de guia (10) no estado montado, e pelo fato de que as palhetas de guia (11) são fixadas em sua posição radial no anel de palheta de guia (10) por meio de um anel de reten- ção (15) que se encaixa na ranhura (13) do anel de palheta de guia (10) e nas ranhuras (14) das palhetas de guia (11).
2. Dispositivo de guia, de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado pelo fato de que a ranhura (13) do anel de palheta de guia (10) é in- corporada ao anel de palheta de guia em um de seus lados, pelo fato de que as ranhuras (14) das palhetas de guia (11) são incorporadas às palhetas de guia em um lado das palhetas de guia, e pelo fato de que, neste lado, o anel de retenção (15) é inserido em uma direção axial na ranhura (13) do anel de palheta de guia (10) e nas ranhuras (14) das palhetas de guia (11).
3. Dispositivo de guia, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca- racterizado pelo fato de que o anel de palheta de guia (10) é preso em um condutor de palheta de guia (18) juntamente com as palhetas de guia (11) que são fixadas ao anel de palheta de guia (10) na posição radial das mes- mas.
4. Dispositivo de guia, de acordo com a reivindicação 3, caracte- rizado pelo fato de que o anel de palheta de guia (10), juntamente com as palhetas de guia (11) que são fixadas ao anel de palheta de guia (10), pode ser preso no condutor de palheta de guia (18) por meio de pelo menos um parafuso (19).
5. Dispositivo de guia, de acordo com a reivindicação 4, caracte- rizado pelo fato de que o parafuso ou os parafusos (19) se encaixam exclu- sivamente no condutor de palheta de guia (18) por meio de um eixo de para- fuso (20) e parcialmente se sobrepõem ao condutor de palheta de guia (18), ao anel de palheta de guia (10), e ao anel de retenção (15) por meio de uma cabeça de parafuso (21).
6. Dispositivo de guia, de acordo com uma ou mais dentre as reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a ranhura (13) do anel de palheta de guia (10) e as ranhuras (14) das palhetas de guia (11) são em forma de arco, particularmente na forma de um arco circular.
7. Dispositivo de guia, de acordo com uma ou mais dentre as reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que uma superfície de limite radial interna e uma superfície de limite radial externa das ranhuras (13, 14) ficam de preferência a uma distância dentre 3 mm e 9 mm, particularmente dentre 4 mm e 8 mm.
8. Dispositivo de guia, de acordo com uma ou mais dentre as reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma superfície de limite radial interna e uma superfície de limite radial externa das ranhuras (13, 14) são planas.
9. Dispositivo de guia, de acordo com uma ou mais dentre as reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma superfície de limite radial interna e uma superfície de limite radial externa das ranhuras (13, 14) são formadas como seções de uma superfície cilíndrica, cônica ou toroidal.
10. Método para a produção de um dispositivo de guia, como definido em uma ou mais dentre as reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a ranhura (13) é incorporada ao anel de palheta de guia (10) por meio de torneamento ou fresagem, e as ranhuras (14) são incorporadas às palhetas de guia (11) por meio de conformação ou fresagem antes do encai- xe das palhetas de guia (11) ao anel de palheta de guia (10).
11. Método para a produção de um dispositivo de guia, como definido em uma ou mais dentre as reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a ranhura (13) é incorporada ao anel de palheta de guia (10) por meio de torneamento ou fresagem, e as ranhuras (14) das palhetas de guia (11) são incorporadas às palhetas de guia (11) em conjunto por meio de tor- neamento ou fresagem antes do encaixe das palhetas de guia (11) ao anel de palheta de guia (10).
12. Palheta de guia ou dispositivo de guia, de acordo com uma ou mais dentre as reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que uma ranhura (14) em forma de arco, particularmente na forma de um arco circu- lar, é incorporada a uma extremidade radial externa da palheta de guia.
13. Palheta de guia, de acordo a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que uma superfície de limite radial interna da ranhura (14) e uma superfície de limite radial externa da ranhura (14) ficam a uma distância dentre 3 mm e 9 mm, particularmente dentre 4 mm e 8 mm.
14. Palheta de guia, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que uma superfície de limite radial interna da ra- nhura (14) e uma superfície de limite radial externa da ranhura (14) são pla- nas.
15. Palheta de guia, de acordo a reivindicação 12 ou 13, carac- terizada pelo fato de que uma superfície de limite radial interna da ranhura (14) e uma superfície de limite radial externa da ranhura (14) são formadas como seções de uma superfície cilíndrica, cônica ou toroidal.
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