ES2199921T3 - Conjunto de ventilacion de un anillo de estator. - Google Patents

Abstract

Un conjunto de ventilación (2) de un anillo (1) de estator, compuesto de conductos ramificados que comprenden conductos de alimentación (5), distribuidores (4) y rampas (3) adyacentes al anillo y provistas de perforaciones (12) de soplado de gas dirigidas hacia el anillo, estando las rampas compuestas por pares de semicoquillas o valvas (7, 8) que constan de una brida (9) y de un reborde (10) que rodea la brida, estando los pares de valvas unidos por los rebordes, caracterizado porque los distribuidores comprenden carretes (15) de arriostramiento entre las rampas y provistos de bordes de extremo (16) formados de modo que se ajustan sobre aberturas (13) de las partes (14) laterales de las bridas.

Description

Conjunto de ventilación de un anillo de estator.

Esta memoria trata de un conjunto de ventilación de un anillo de estator como el definido en el preámbulo de la reivindicación 1. Un conjunto de esa clase se conoce por el documento US-A-5399066 y está destinado a encauzar un gas a una temperatura determinada hasta un anillo de estator de una turbomáquina, con el fin de regular o ajustar su diámetro y el juego que formará con los extremos de los álabes del rotor que gire en él.

Tales conjuntos de ventilación se utilizan corrientemente en los turborreactores y consisten en conductos que se ramifican repetidas veces y cuyos extremos están provistos de perforaciones para soplar gas y especialmente aire por gran número de puntos del anillo, repartidos juiciosamente. Con mucha frecuencia, los conductos terminales son rampas que discurren en torno a los anillos, con forma de arco de círculo y que abarcan una parte de su perímetro. También frecuentemente, el gas es soplado en dirección axial, sobre nervios o nervaduras exteriores del anillo en vez de sobre el anillo mismo, a fin de que el diámetro sea controlado por dichos nervios que son más rígidos y rigen por tanto las deformaciones del anillo propiamente dicho.

El conjunto que se describirá en esta memoria se caracteriza porque es fácil de fabricar, a pesar del gran número de conductos que en general es preciso emplear, y fácil de ensamblar en el anillo a pesar de las complicaciones que pueden originar las dilataciones térmicas diferenciales en distintos momentos del funcionamiento de la máquina.

En su forma más general, la invención concierne pues a un conjunto de ventilación de un anillo de estator compuesto por conductos ramificados que comprenden conductos de alimentación, distribuidores y rampas adyacentes al anillo y provistas de perforaciones de soplado de gas dirigidas hacia el anillo, caracterizado porque las rampas están compuestas por pares de semicoquillas o valvas que constan de una brida y de un reborde que rodea la brida, estando los pares de valvas unidos por los rebordes, y porque los distribuidores comprenden carretes de arriostramiento entre las rampas y provistos de bordes de extremo formados de modo que se ajustan sobre aberturas de los cuellos o pestañas laterales de las bridas.

Otros aspectos característicos y ventajas de la invención se manifestarán con más claridad con la descripción de las figuras siguientes:

\bullet la figura 1 es una vista general del conjunto,

\bullet la figura 2 es una vista de un distribuidor en la ramificación de un conducto,

\bullet la figura 3 expone un modo de apoyo o soporte del conjunto sobre el anillo,

\bullet y la figura 4 representa un grupo de rampas en sección cerca de su extremo, así como un medio de mantenimiento sobre el anillo.

Un anillo de estator 1 está asociado a un grupo de conjuntos 2 de ventilación conformes con la invención, cada uno de los cuales ocupa una parte de la circunferencia del anillo 1 y comprende un grupo de rampas 3 paralelas y en arco de círculo, un distribuidor 4 que permite repartir aire de ventilación entre todas las rampas 3, y un conducto de alimentación 5 (que puede verse en la figura 2) empalmado al distribuidor 4. Generalmente los conductos de alimentación 5 se reúnen después de uno o de varios otros distribuidores, los cuales sin embargo no se muestran porque no son objeto de este invento; éste concierne más específicamente al extremo de los conjuntos de ventilación 2, es decir, a las partes de los mismos que están próximas al anillo 1 a ventilar. Además, se verán unos medios de mantenimiento de las rampas 3 sobre el anillo 1, que constan de reglas 6 cuyos extremos se sujetan al anillo 1 y que cubren cada uno las extremidades de uno de los grupos de rampas 3, cruzándolas.

Como se ve también en la figura 2, cada una de las rampas 3 está compuesta por una semicoquilla o valva de izquierda 7 y una valva de derecha 8, en las que cada una de éstas está ensamblada con una de aquéllas. Más precisamente, cada una de las valvas 7 y 8 de los dos géneros consta de una brida 9 sensiblemente plana y de un reborde 10 formado en torno a la brida 9, estando los rebordes 10 de los pares de valvas 7 y 8 complementarias puestos en prolongación y ajustados de modo que constituyen una rampa única. Las valvas 7 y 8 pueden fabricarse con una sencilla operación de estampación y las uniones entre los rebordes 10 pueden llevarse a cabo por soldadura. Este modo de fabricación es extremadamente simple y evita tener que mecanizar tubos para conseguir las formas y las dimensiones deseadas, lo que sería probablemente mucho más engorroso. Además, todas las valvas de izquierda 7 podrán construirse en general a partir del mismo útil que las valvas de derecha 8 que sean simétricas a las precedentes respecto al plano de la junta. Esta similitud de conjunto no excluiría ciertas diferencias de detalle. Por ejemplo, las valvas 7 y 8 podrían construirse con rebordes 10 de distinto ancho, por ejemplo con el fin de favorecer la ventilación por las rampas 3 más anchas. Un ejemplo de aplicación de este procedimiento se manifiesta en la figura 2, en donde tres rampas 3 ventilan dos nervios 11, estando colocada la rampa central entre ambos nervios 11 y ventilando a los dos, lo que justifica que su anchura sea doble. Los orificios de soplado 12 por los que escapa el aire de las rampas 3 se llevan a cabo a discreción antes o después de la estampación de las valvas 7 y 8, no omitiendo, por ejemplo, más que las valvas de extremo, las cuales no están colocadas delante de ninguno de los nervios 11.

Otras aberturas, más anchas, llevan la referencia 13 y, salvo en una valva extrema 10, se realizan a través de las partes laterales 14 de las bridas 9 para formar el distribuidor 4. En este modo de realización las partes laterales 14 se extienden lateralmente a partir de los centros de las bridas 9 y les son coplanarias. Los extremos de las rampas 3 están cerrados por chapas continuas que se les sueldan.

El distribuidor 4 consta además de carretes 15 con forma de cilindro corto que sirven de arriostramiento entre las rampas 3 y con el conducto de alimentación 5. A menudo es ventajoso que los carretes sean semejantes, pero también pueden ser diferentes, especialmente en longitud. En general los carretes comprenden unos bordes 16 de ajuste en las aberturas 13 de las rampas 3, para mantenerlas en su lugar, y unos collarines 17 de apoyo sobre las rampas 3 para definir la separación de éstas. El distribuidor 4 se forma cuando los carretes 15 han sido soldados a las rampas 3. No obstante, generalmente el conducto de distribución 5 es distinto al distribuidor 4 y puede deslizarse en el carrete 15 de entrada, estando sin embargo ajustada entre ellos una junta de estanqueidad 18.

Para concluir con la figura 2, se observará que uno de los carretes 15 consta de caras planas y opuestas 19 que abrazan el extremo 20 (ampliado en este caso) del nervio 11 que se superpone al carrete 15 correspondiente. La reducción del juego axial entre el carrete 15 y la parte ensanchada del nervio 11 contribuye a asegurar el posicionamiento axial de los distribuidores 4 sobre el anillo 1. Ello permite asegurar el posicionamiento axial del distribuidor 4, ajustar lo más precisamente los entrehierros entre las rampas 3 y los anillos de control 11 y controlar lo mejor posible los cambios convectivos creados por el baño de aire de los anillos 11. Se observará que el segundo carrete abraza su anillo con un juego axial, para permitir con ello las dilataciones relativas entre las cajas 4 y el cárter 1 sin generar una unión hiperestática y tensiones indeseadas.

La constitución del conjunto de ventilación con elementos estandarizados y soldados entre sí es particularmente sencilla y ventajosa. En el desarrollo de esta memoria, ahora se va a describir cómo se sujeta el conjunto de ventilación 2 al anillo 1. La figura 3 muestra además que el extremo 20 de dicho nervio 11 tiene una entalladura en uve 21 en la que descansa, autocentrándose, la parte central, cilíndrica, del carrete 15, lo cual protege al distribuidor 4 contra movimientos radiales y tangentes al anillo 1: se realiza un perfecto posicionamiento radial, tangencial y de orientación según el eje del motor.

En relación con la figura 4, ahora se van a describir completamente los medios de las reglas 6 para mostrar como rematan el mantenimiento de las rampas 3. A un extremo del anillo de estator 1 están unidas unas escuadras 22 por pernos de fijación 23 y constan de una aleta 24 debajo de un extremo de la regla 6; el otro extremo de ésta está colocado sobre un resalte 25 del anillo de estator 1. En la aleta 24 y en el resalte 25 están atornillados unos pernos 26 y 27. Éstos pernos mantienen los extremos de la regla 6 sobre aquéllos comprimiendo unos resortes 28 que se apoyan sobre la regla 6 por medio de arandelas 29. Un montaje de este tipo tiene la propiedad de que permite dominar mejor el esfuerzo de apoyo de las reglas 6 sobre las patillas 24 y 25. Si dicho efecto es excesivo, el ensamblado resulta rígido y no permite la respiración térmica. El mejor control proviene del hecho de que es más fácil calibrar el esfuerzo de compresión de un resorte 28, por la altura del collarín de la copa 31, que ajustar el esfuerzo de tracción de un perno 26 apretándolo con un par. Además, la regla 6, a la cual están soldadas las rampas 3, está provista de aberturas anchas 30 alrededor de los pernos 26 y 27, de manera que puede desplazarse deslizando axial y tangencialmente respecto al anillo de estator. Por lo tanto, este montaje flexible evita que se produzcan tensiones internas excesivas en el conjunto de ventilación 2, puesto que las rampas 3 tienen la facultad de desplazarse por encima del anillo 1 sin ejercer demasiados esfuerzos. Generalmente dichos desplazamientos relativos son debidos a dilataciones térmicas diferenciales. El apoyo de uno de los carretes 15 en el extremo 20 del nervio 11 correspondiente ofrece también alguna flexibilidad al permitir al conjunto de ventilación 2 desplazarse a los extremos, al tiempo que es solicitado hacia el anillo 1 de estator y hacia el fondo en uve 21 gracias a los resortes 28. Esta flexibilidad es preciosa al permitir absorber las dilataciones térmicas diferenciales inevitables con un aparellaje de esta clase.

Claims (7)

1. Un conjunto de ventilación (2) de un anillo (1) de estator, compuesto de conductos ramificados que comprenden conductos de alimentación (5), distribuidores (4) y rampas (3) adyacentes al anillo y provistas de perforaciones (12) de soplado de gas dirigidas hacia el anillo, estando las rampas compuestas por pares de semicoquillas o valvas (7, 8) que constan de una brida (9) y de un reborde (10) que rodea la brida, estando los pares de valvas unidos por los rebordes, caracterizado porque los distribuidores comprenden carretes (15) de arriostramiento entre las rampas y provistos de bordes de extremo (16) formados de modo que se ajustan sobre aberturas (13) de las partes (14) laterales de las bridas.

2. Un conjunto de ventilación de un anillo de estator según la reivindicación 1, caracterizado porque las valvas tienen bridas idénticas, pero rebordes que pueden tener anchos diferentes.

3. Un conjunto de ventilación de un anillo de estator según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque comprende entalladuras en uve (21) en nervios (11), en las que se apoyan los carretes (15), autocentrándose, asegurando así un posicionamiento perfecto de los distribuidores sobre el anillo (1) de manera radial, tangencialmente y de

\hbox{orientación}

según el eje del motor.

4. Un conjunto de ventilación de un anillo de estator según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende, sobre uno de los carretes, superficies planas (19), paralelas a las rampas, de apoyo sobre un nervio (11) del anillo (1) de estator y porque el nervio (11) se amplía localmente para reducir el juego axial con dicho carrete, para asegurar el posicionamiento axial de los distribuidores (4) sobre el anillo (1).

5. Un conjunto de ventilación de un anillo de estator según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende reglas (6) de mantenimiento de las rampas hacia el anillo de estator, que cubren las rampas (3) cruzándolas y sujetas al anillo de estator.

6. Un conjunto de ventilación de un anillo de estator según la reivindicación 5, caracterizado porque las reglas de mantenimiento están sujetas al anillo de estator por medio de uniones elásticas en la dirección del anillo de estator.

7. Un conjunto de ventilación de un anillo de estator según una cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque las reglas de mantenimiento están sujetas al anillo del estator por uniones (26, 27) que permiten un desplazamiento de deslizamiento de las reglas a los extremos.