ES2200342T3 - Junta de cepillo con placa frontal y con placa de apoyo. - Google Patents

Abstract

Se presenta una junta de cepillo para sellar un rotor contra un cerramiento que tiene un orificio para el rotor que se extiende a través del mismo y que comprende una placa frontal y una placa de apoyo fijada a la misma y entre las cuales se mantiene una multitud de cerdas de tal forma que sus extremos libres sobresalgan por encima de la placa de apoyo (4). Para simplificar la fabricación, la placa frontal (3) y la placa de apoyo (4) se conectan por medio de una cámara de sellameinto.

Description

Junta de cepillo con placa frontal y con placa de apoyo.

La presente invención se refiere a una junta de cepillo, con una placa frontal y con una placa de apoyo, según lo indicado en el preámbulo de la reivindicación de patente 1).

Se conocen numerosas juntas de cepillo distintas, que son empleadas, por ejemplo, en las turbinas de gas con el fin de estancar el hueco existente entre una carcasa y un rotor - que gira a un número de revoluciones relativamente elevado - contra unas fugas de corriente. En las juntas de este tipo, los extremos de las cerdas, que están unidas entre si para formar una empaquetadura compacta de cerdas, sobresalen del borde interior de la placa de apoyo y estancan, de este modo, el hueco existente entre el borde interior de la placa de apoyo y la superficie del rotor, el cual ha de ser mantenido al más reducido tamaño posible. Al estar aplicada sobre la junta una elevada presión diferencial, resulta que la placa de apoyo, que está situada por el lado de la presión más baja, sostiene las cerdas contra una flexión en dirección hacia el lado de la presión más baja.

Para la fabricación de una junta de cepillo - que se compone, en lo esencial, de una placa frontal, de una placa de apoyo y de una empaquetadura de cerdas, que se encuentra situada entre estas placas - se han empleado hasta ahora unos procedimientos de soldadura, mediante los cuales sobre todo son soldadas entre si la placa frontal y la placa de apoyo, que constituyen la carcasa. (de estancamiento).

En una junta de cepillo, que es conocida a través de la Patente Europea Núm. 0 453 315, por ejemplo, la placa frontal, la empaquetadura de cerdas y la placa de apoyo son unidas entre si mediante un cordón de soldadura, que se extiende por la circunferencia exterior de la junta de cepillo. Teniendo en cuenta que la superficie circunferencial exterior es una superficie de asiento, que se tiene que extender - para una disposición exacta de la junta de cepillo con respecto a la carcasa y al rotor - de forma plana y en el sentido vertical a las dos superficies laterales exteriores de la placa frontal y de la placa de apoyo, a causa de este cordón de soldadura se hacen necesarias, sin embargo, unas operaciones adicionales como, por ejemplo, un rectificado. Esto conduce a unos más elevados costos de fabricación así como a unos prolongados tiempos de fabricación de las series.

Además, el empleo de unos procedimientos de soldadura resulta inconveniente por el hecho de que las placas frontales y las placas de apoyo, que son relativamente delgadas, se deforman con frecuencia como consecuencia de una desigual distribución de las temperaturas.

En la Patente Alemana Núm. DE 39 07 614 A1 es revelada una junta de cepillo con un manojo de alambres, que está mantenido dentro de un tubo ranurado. En este caso, el tubo está sostenido por dos anillos de apoyo, que están ensamblados entre si para formar una carcasa, y por uno o por varios labios de sujeción, que están dispuestos en un anillo de apoyo y que circundan el segundo anillo de apoyo por fuera, generándose así la fuerza de sujeción. El posicionamiento de los labios de sujeción es efectuado por un proceso de enrollamiento o de laminado. No está descrita aquí la fabricación de los dos anillos de apoyo, como tampoco se menciona la previsión de una superficie de asiento en la carcasa de la junta de cepillo.

La presente invención tiene el objeto de proporcionar una junta de cepillo, cuya carcasa (de estancamiento) pueda ser fabricada de una manera técnicamente más sencilla, es decir, con el menor número posible de operaciones.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de las características indicadas en la parte distintiva de la reivindicación de patente 1).

En este caso, se consigue la ventaja de que la carcasa (de estancamiento) pueda ser fabricada sin ninguna aportación de calor, por lo cual no se presenta ninguna deformación como consecuencia de unas desiguales distribuciones de las temperaturas. Por consiguiente, también queda suprimido el retoque adicional de la superficie circunferencial exterior o superficie de asiento, el cual es siempre necesario al ser aplicada una soldadura. La placa frontal y la placa de apoyo están hechas de unas chapas de embutición profunda, que son fabricadas para un ajuste exacto, de tal modo que en el asiento de ajuste no sean precisas otras operaciones adicionales.

Un extremo libre de la placa frontal o de la placa de apoyo está realizado en la forma de un labio rebordeado. En este caso, el extremo libre está situado en un tramo, que se encuentra a ángulo recto del plano de extensión principal de la placa frontal o de la placa de apoyo, y el mismo está doblado hacia dentro para formar un borde exterior con el radio exterior R. A este efecto, el labio rebordeado rodea el borde exterior de la respectiva otra placa, y esto hasta tal extremo que se constituya una unión entre las dos placas, la cual es rígida y de un arrastre de fuerza seguro.

El labio rebordeado tiene un grosor s, que es más reducido que el grosor S del material de la placa frontal o de la placa de apoyo. El grosor s del labio rebordeado - al igual que la longitud 1 del mismo - han de ser elegidos en función del espesor de material y de la forma de las placas, de la altura de construcción del cepillo, de los radios de dobladura, etc., etc.

De forma preferente, el grosor s del labio rebordeado es de aproximadamente dos terceras partes del grosor de material S de la placa frontal o de la placa de apoyo.

Resulta, además, conveniente que el arco sea de forma circular y que el correspondiente radio de dobladura r sea de 1,1 hasta 1,5 veces el grosor S del material de la placa frontal o de la placa de apoyo.

Con preferencia, es así que el radio de dobladura r es igual al radio exterior R por el borde exterior de la placa frontal o de la placa de apoyo.

La placa frontal y la placa de apoyo pueden estar hechas de unas chapas de acero, pudiendo ser empleadas asimismo unos aceros especiales.

De forma preferente, las cerdas o la empaquetadura de cerdas se encuentran sujetadas en arrastre de fuerza a causa del ensamblaje en frío entre la placa frontal y la placa de apoyo. Gracias a ello, las cerdas no solamente efectúan un estancamiento, sino es impedido, además, un arrastre de la empaquetadura de cerdas por la rotación del rotor al acercarse éste último de forma extrema a la empaquetadura. Con el objeto de incrementar el coeficiente del rozamiento, un tubo en forma de C - que sirve como cogida para las cerdas - o bien la superficie interior de la placa frontal o de la placa de apoyo pueden, por ejemplo, ser hechos rugosos, ser moleteados o ser provistos de unas muescas.

Otras convenientes formas más para la realización de la presente invención están descritas en las reivindicaciones secundarias.

A continuación, la presente invención está descrita con más detalles y con referencia al plano adjunto (Figura 1), que indica una vista esquematizada de sección transversal de un ejemplo de realización de la junta de cepillo según la invención.

La Figura 1 muestra una junta de cepillo que, en su conjunto, está indicada con referencia 1 y la que se encuentra sujetada dentro de una carcasa 2, a través de la cual se extiende un rotor, qué aquí no está indicado. La junta de cepillo comprende una carcasa, que se compone principalmente de una placa frontal 3 y de una placa de apoyo 4, como asimismo comprende una multitud de cerdas 5, que constituyen una empaquetadura compacta y que de manera rígida están sujetadas - entre la placa frontal 3 y la placa de apoyo 4 - dentro de un tubo ranurado en forma de C 11.

Al ser aplicada sobre la junta de cepillo 1 una presión diferencial, la placa frontal 3 está dispuesta por el lado de alta presión, mientras que la placa de apoyo 4 está situada por el lado de la presión más baja. Las cerdas 5 - que están sujetadas por solamente un lado suyo - se extienden entre la placa frontal 3 y la placa de apoyo 4, y las mismas sobresalen - con sus extremos libres, que se encuentran alejados del punto de sujeción 6 - de los bordes interiores de la placa frontal 3 y de la placa de apoyo 4. Por sus extremos, las cerdas 5 entran en contacto con la superficie del rotor, y las mismas estancan, de este modo, un hueco de forma anular, existente entre la placa de apoyo 4 y el rotor.

Conforme al presente ejemplo de realización, la placa frontal 3 y la placa de apoyo 4 tienen un mismo grosor de material S. Por un extremo libre de la placa frontal 3 está realizado un labio rebordeado 7, que es de un espesor s más reducido. Este espesor s es de aproximadamente de dos terceras partes del grosor de material S. El desgaste del material se produce por aquella superficie lateral de la placa frontal 3, la cual está dirigida hacia fuera.

El labio rebordeado 7 no circunda por completo el borde exterior 4 de la placa de apoyo 8, sino lo rodea solamente con un ángulo de conformación "a" de aproximadamente 65 grados. Mediante este ángulo de conformación queda proporcionada una unión - rígida, segura y en arrastre de fuerza - entre la placa frontal 3 y la placa de apoyo 4; unión ésta que, al mismo tiempo, asegura que también las cerdas 5 estén rígidamente sujetadas entre la placa frontal 3 y la placa de apoyo 4.

El radio de dobladura r es igual al radio exterior R del borde exterior 8, de tal manera que el labio rebordeado 7 se pueda colocar a tope en los contornos de la placa de apoyo 4 o del borde exterior 8 de la misma; la superficie (circunferencial) exterior 9, que es lindante con el labio rebordeado 7, está realizada, sin embargo, de forma plana.

Esta superficie (circunferencial) exterior 9, que limita con el labio rebordeado 7, es una superficie de asiento, que - a efectos de una exacta disposición de la junta de cepillo 1 entre la carcasa 2 y el rotor - tiene que ser de forma plana, y la misma ha de extenderse, por regla general, en el sentido vertical a las dos superficies laterales exteriores 10 de la placa frontal y de la placa de apoyo, 3 y 4, respectivamente. Por consiguiente, el grosor s, el radio t y la longitud l del labio rebordeado 7 han de ser elegidos de tal manera, que - al término del ensamblaje o de la conformación en frío - estén cumplidas las exigencias antes mencionadas para la superficie de asiento 9.

Claims (6)

1. Junta de cepillo para el estancamiento de un rotor con respecto a una carcasa; con una placa frontal (3) y con una placa de apoyo (4), que - a una determinada distancia entre si - han de estar dispuestas y fijadas en la carcasa, y entre estas placas una multitud de cerdas (5) está sostenida de tal manera, que las cerdas sobresalgan - con sus extremos libres - de la placa de apoyo (4); en este caso, la placa frontal (3) o la placa de apoyo (4) tiene un extremo libre, que está realizado en forma de un labio rebordeado (7), y ambas placas (3, 4) están unidas entre si mediante un ensamblaje en frío y con la formación de una carcasa de estancamiento; junta ésta que está caracterizada porque la placa (3, 4), que tiene el labio rebordeado (7), posee una superficie circunferencial exterior (9), que está realizada como una superficie de asiento y en la cual el espesor se reduce desde el grosor (S) de la placa (3, 4) al grosor (s) del labio rebordeado (7), mientras que el labio rebordeado (7) está rebordeado por los contornos de la otra placa (3, 4) y con un arco de 60 hasta 90 grados, que es suficiente para una unión rígida entre las dos placas (3, 4).

2. Junta de cepillo conforme a la reivindicación 1) y caracterizada porque el grosor (s) del labio rebordeado (7) es de aproximadamente de dos terceras partes del grosor (S) del material de la placa frontal (3) o de la placa de apoyo (4).

3. Junta de cepillo conforme a las reivindicaciones 1) o 2) y caracterizada porque el arco es de forma circular, y el radio de dobladura (r) del mismo es igual a 1 hasta 1,5 veces el grosor (S) del material de la placa frontal (3) o de la placa de apoyo (4).

4. Junta de cepillo conforme a la reivindicación 3) y caracterizada porque el radio de dobladura (r) es igual al radio exterior (R) por el borde exterior (8) de la placa frontal (3) o de la placa de apoyo (4).

5. Junta de cepillo conforme a una o a varias de las reivindicaciones anteriormente indicadas y caracterizada porque la superficie de asiento (9) se extiende de forma vertical a las superficies laterales exteriores (10) de la placa frontal (3) y de la placa de apoyo (4).

6. Junta de cepillo conforme a una o a varias de las reivindicaciones anteriormente indicadas y caracterizada porque la placa frontal (3) y la placa de apoyo (4) están hechas de una chapa de acero de embutición profunda.