ES2247579T3 - Rectificador de compresor de motor aeronautico. - Google Patents

Rectificador de compresor de motor aeronautico.

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Abstract

Rectificador de compresor de motor aeronáutico, que comprende una virola interior (1), una virola exterior (2) y una multiplicidad de álabes (3) repartidos en la dirección circunferencial que se extienden de modo radial de la virola interior a la virola exterior, atravesando cada álabe una abertura (4) correspondiente dispuesta en la virola interior y estando fijado a esta última por medio de un cemento estanco que contiene un adhesivo polímero orgánico, caracterizado porque dicho adhesivo es a base de poliimida.

Description

Rectificador de compresor de motor aeronáutico.
La invención se refiere a un rectificador de compresor de motor aeronáutico, que comprende una virola interior, una virola exterior y una multiplicidad de álabes repartidos en la dirección circunferencial que se extienden de modo radial de la virola interior a la virola exterior, atravesando cada álabe una abertura correspondiente dispuesta en la virola interior y estando fijado a esta última por medio de un cemento estanco que contiene un adhesivo polímero orgánico.
Se utilizan actualmente tres técnicas para fijar los álabes de un rectificador a la virola interior, a saber, un montaje mecánico mediante una unión por pernos o un ribeteado, una soldadura fuerte con metales de aportación y un pegado con elastómeros de silicona cargados.
A título de ejemplo, el documento US 6.431.830 describe un rectificador en el que los álabes están fijados a la virola interior mediante soldadura fuerte.
Las soluciones mecánicas no son ventajosas por su coste de producción elevado, así como por su complejidad y su masa.
La solución mediante soldadura fuerte no es siempre aplicable, en función de los materiales constitutivos de los álabes y de la virola. En particular, cuando éstos son de titanio, la soldadura fuerte se deberá efectuar a temperaturas muy elevadas, lo que acarrea unas deformaciones prohibitivas.
La solución con elastómero de silicona se adapta bien, pero la duración de estos elastómeros disminuye cuando la temperatura de funcionamiento del compresor aumenta. Así, para los compresores de nueva generación que funcionan a temperaturas cercanas a 300ºC en continuo en un entorno que contiene niebla de aceite, los pegamentos a base de elastómero de silicona sufren un desmoronamiento que limita la duración práctica a 100 horas.
El objetivo de la invención es superar los inconvenientes anteriores de las técnicas de fijación conocidas.
En particular, se desea obtener uniones pegadas que se puedan utilizar durante 1.000 horas a temperaturas cercanas a 300ºC.
La invención pretende particularmente un rectificador del tipo definido en la introducción, y prevé que dicho adhesivo sea a base de poliimida.
Los adhesivos a base de poliimida resisten de manera duradera en la atmósfera que reina en los compresores de los motores aeronáuticos. Es posible elegir tal adhesivo en función de la temperatura de funcionamiento prevista, soportando algunos de ellos temperaturas del orden de 300ºC.
Las características opcionales de la invención, complementarias o de sustitución, se enuncian como sigue:
- La virola interior y/o los álabes son de titanio.
- Las regiones de extremo de los álabes sobresalen de modo radial hacia dentro por encima de la virola interior.
- Un inserto dispuesto dentro de la virola interior y en la cercanía de ésta delimita con la virola interior y con los álabes un volumen que está lleno de dicho cemento.
- Dicho inserto está en forma de una tela flexible.
- La tela flexible forma, con relación a los extremos de los álabes, unas bolsas que se alejan de modo radial de la virola interior.
- La tela flexible está formada por varios elementos que se unen entre sí con recubrimiento parcial en la dirección circunferencial de la virola interior.
- La tela flexible es un tejido de fibras de vidrio o de carbono impregnado de poliimida.
- Dicho inserto está en forma de una multiplicidad de piezas rígidas.
- Cada una de dichas piezas rígidas está interpuesta entre las regiones salientes de dos álabes consecutivos.
- Cada una de dichas piezas rígidas está montada con fuerza entre dichas regiones salientes.
- Cada una de dichas piezas rígidas se extiende sobre una longitud de arco superior al paso circunferencial de los álabes.
- Dichas piezas rígidas presentan unas aberturas para recibir las regiones salientes de los álabes.
- Dichas piezas rígidas están fijadas a la virola interior por dicho cemento.
- Dichas piezas rígidas son de aleación de aluminio o de magnesio.
- Dicho cemento está en forma de película.
- Dicho cemento está en forma de espuma.
- Dicho adhesivo a base de poliimida es apropiado para resistir sin degradación a una temperatura de aproximadamente 300ºC durante el funcionamiento del rectificador.
- Los álabes están fijados a la virola exterior mediante soldadura por haz de electrones.
Las características y las ventajas de la invención se exponen con más detalle en la descripción que sigue, con referencia a los dibujos anexos.
La figura 1 es una vista parcial en semicorte axial de una etapa del compresor al que se aplica la invención, que muestra una virola interior, una virola exterior y un álabe fijado a éstas.
La figura 2 es una parte agrandada de la figura 1, que muestra la virola interior y las regiones del álabe cercanas a ésta.
La figura 3 es una vista parcial de la cara interna de la virola interior, desarrollada a lo largo figuradamente.
La figura 4 es una vista parcial en corte por un plano perpendicular al eje del motor, que muestra una parte de la virola interior y las regiones de los pies de los álabes correspondientes, fijados a éstas según un primer modo de realización de la invención.
La figura 5 es una vista análoga a la figura 4 relativa a un segundo modo de realización de la invención.
La figura 6 es una vista análoga a las figuras 4 y 5, relativa a un tercer modo de realización de la invención y que muestra, además, la longitud total de los álabes y una parte de la virola exterior.
La figura 7 es una vista parcial de la cara interna del inserto de la figura 6, desarrollada a lo largo figuradamente.
La etapa del rectificador representada en las figuras 1 a 3 comprende, de manera clásica, una virola interior 1 y una virola exterior 2, ambas fijas, y una serie de álabes 3 rectificadores que se extienden en una dirección generalmente radial de la virola interior a la virola exterior. Los álabes 3 están repartidos en la dirección circunferencial, generalmente de manera uniforme. La virola interior 1 está taladrada con aberturas 4, cuya forma está adaptada al perfil de los álabes. Cada una de ellas está atravesada por un álabe 3, una de cuyas regiones de extremo 5 sobresale en dirección al eje del motor por encima de la abertura 4 y, por consiguiente, de la cara interna 6 de la virola 1. Los álabes 3 están fijados a la virola exterior 2, por ejemplo, mediante las soldaduras 7 realizadas por haz de electrones.
Se describe en lo que sigue el modo de fijación, de acuerdo con la invención, de los álabes sobre la virola interior 1.
En la figura 4, la cara interna 6 de la virola interior 1 y las regiones 5 salientes de los álabes 3 están recubiertas de una tela flexible formada por varios trozos de tejido 10-1, 10-2, 10-3 que se unen entre sí y se recubren parcialmente en la dirección circunferencial. La tela flexible sigue el contorno interno definido por la cara 6 y por las regiones 5 y se aleja, por consiguiente, de la virola 1 para formar unas bolsas 11 en las que se alojan las regiones 5. En el ejemplo ilustrado, el trozo de tejido 10-2 recubre las regiones de extremo 5 de cuatro álabes 3, estando recubierta una de sus regiones marginales, señalada con 12-2, por una región marginal 13-3 del trozo 10-3, mientras que su región marginal 13-2 opuesta recubre una región marginal 12-1 del trozo 10-1. Cada una de las regiones marginales anteriormente citadas está situada entre dos álabes cercanos. La tela flexible delimita, con la virola 1 y los álabes 3, un volumen 14 anular que está lleno de una película de un pegamento a base de poliimida, tal como el comercializado por la sociedad Cytec Fiberite Inc. bajo la referencia FM 680, llenando igualmente este pegamento las holguras entre los álabes 3 y la periferia de las aberturas 4. La tela flexible 10-1, 10-2, 10-3 está formada, ventajosamente, por un tejido de fibras de vidrio o de carbono impregnado de poliimida.
Para realizar la fijación ilustrada en la figura 4, después de haber colocado los álabes, se revisten con espuma adhesiva las regiones 5 salientes de ésta y la superficie interna 6 de la virola 1, después de lo que se aplica la tela flexible y se trata el conjunto a una temperatura del orden de 180ºC para polimerizar el adhesivo, bajo una ligera presión que permita su adherencia sobre las partes a montar.
En el modo de realización de la figura 5, el volumen destinado a la composición adhesiva está delimitado hacia dentro de la virola 1 por una multiplicidad de piezas 20 de aleación de aluminio o de magnesio, cada una de las cuales está interpuesta entre dos álabes 3 cercanos. Cada pieza 2 presenta, en el plano de la figura, un perfil en U anguloso, cuyo fondo 21 está aplicado contra la cara interna 6 de la virola 1 y cuyas ramas 22 están aplicadas, respectivamente, sobre los dos álabes adyacentes. Entre las piezas 20, por un lado, la virola 1 y, por otro, las regiones de extremo 5 de los álabes, está interpuesta una película delgada de un pegamento a base de poliimida, tal como el comercializado por la sociedad Cytec Fiberite Inc. bajo la referencia FM 680, llenando igualmente este pegamento las holguras entre los álabes y la periferia de las aberturas 4. Es posible utilizar igualmente, en este caso, una espuma de poliimida, tal como la comercializada por la sociedad Cytec Fiberite Inc. bajo la referencia FM 680-2.
La fijación de la figura 5 se puede realizar de la manera siguiente. Se reviste la cara interna 6 de la virola y las regiones 5 de los álabes con una película delgada de pegamento, se insertan entonces las piezas 20 que están dimensionadas de manera que se mantengan en su sitio por aplicación con fuerza antes del endurecimiento del pegamento. Esto último se efectúa como en el ejemplo precedente por tratamiento en caliente.
El modo de fijación de las figuras 6 y 7 difiere del de la figura 5 en que las piezas 20 huecas se remplazan por las piezas 30-1, 30-2, 30-3 macizas realizadas en una espuma de poliimida, tal como la comercializada por la sociedad Dupont de Nemours bajo la referencia SF-0920, de una densidad de 0,3, extendiéndose cada una de ellas sobre una longitud de arco múltiplo del paso circunferencial de los álabes, y atravesada por unas aberturas 31 para alojar las regiones 5 salientes de los álabes. Dos piezas vecinas están separadas por un intervalo 32 estrecho situado entre dos álabes cercanos. El montaje se efectúa de la misma manera que en el caso de la figura 5, pudiendo estar dimensionadas las aberturas 31 de manera que permitan el mantenimiento en su sitio de las piezas 30-1, 30-2, 30-3 por rozamiento sobre las regiones 5 de los álabes.

Claims (19)

1. Rectificador de compresor de motor aeronáutico, que comprende una virola interior (1), una virola exterior (2) y una multiplicidad de álabes (3) repartidos en la dirección circunferencial que se extienden de modo radial de la virola interior a la virola exterior, atravesando cada álabe una abertura (4) correspondiente dispuesta en la virola interior y estando fijado a esta última por medio de un cemento estanco que contiene un adhesivo polímero orgánico, caracterizado porque dicho adhesivo es a base de poliimida.
2. Rectificador según la reivindicación 1, en el que la virola interior (1) y/o los álabes (3) son de titanio.
3. Rectificador según una de las reivindicaciones 1 y 2, en el que las regiones de extremo (5) de los álabes (3) sobresalen de modo radial hacia dentro por encima de la virola interior.
4. Rectificador según una de las reivindicaciones precedentes, en el que un inserto (10-1, 10-2, 10-3), dispuesto dentro de la virola interior (1) y en la cercanía de ésta, delimita con la virola interior y con los álabes (3) un volumen (14) que está lleno de dicho cemento.
5. Rectificador según la reivindicación 4, en el que dicho inserto está en forma de una tela flexible (10-1, 10-2, 10-3).
6. Rectificador según la reivindicación 5, en el que la tela flexible forma, con relación a los extremos (5) de los álabes, unas bolsas (11) que se alejan de modo radial de la virola interior.
7. Rectificador según una de las reivindicaciones 5 y 6, en el que la tela flexible está formada por varios elementos (10-1, 10-2, 10-3) que se unen entre sí con recubrimiento parcial en la dirección circunferencial de la virola interior.
8. Rectificador según una de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la tela flexible es un tejido de fibras de vidrio o de carbono impregnado de poliimida.
9. Rectificador según la reivindicación 4, en el que dicho inserto está en forma de una multiplicidad de piezas rígidas (20).
10. Rectificador según la reivindicación 9, en unión con la reivindicación 3, en el que cada una de dichas piezas rígidas (20) está interpuesta entre las regiones (5) salientes de dos álabes (3) consecutivos.
11. Rectificador según la reivindicación 10, en el que cada una de dichas piezas rígidas (20) está montada con fuerza entre dichas regiones (5) salientes.
12. Rectificador según la reivindicación 9, en el que cada una de dichas piezas rígidas (30-1, 30-2, 30-3) se extiende sobre una longitud de arco superior al paso circunferencial de los álabes (3).
13. Rectificador según la reivindicación 12, en unión con la reivindicación 3, en el que dichas piezas rígidas presentan unas aberturas (31) para recibir las regiones (5) salientes de los álabes (3).
14. Rectificador según una de las reivindicaciones 9 a 13, en el que dichas piezas rígidas (20) están fijadas a la virola interior (1) por dicho cemento.
15. Rectificador según una de las reivindicaciones 9 a 14, en el que dichas piezas rígidas (20) son de aleación de aluminio o de magnesio.
16. Rectificador según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho cemento está en forma de película.
17. Rectificador según una de las reivindicaciones 1 a 15, en el que dicho cemento está en forma de espuma.
18. Rectificador según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho adhesivo a base de poliimida es apropiado para resistir sin degradación a una temperatura de aproximadamente 300ºC durante el funcionamiento del rectificador.
19. Rectificador según una de las reivindicaciones precedentes, en el que los álabes (3) están fijados a la virola exterior (2) mediante soldadura (7) por haz de electrones.
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