ES2277662T3 - Plataforma interalabes aligerada para un disco de soporte de alabes de turborreactor. - Google Patents

Plataforma interalabes aligerada para un disco de soporte de alabes de turborreactor. Download PDF

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Abstract

Plataforma interálabes (3) para un disco (1) de soporte de álabes (2) de un soplante de turborreactor, que comprende una parte deflectora (4) que tiene una cara inferior (5) provista de una primera pata de fijación (6) dotada de un primer orificio (7), y de una segunda pata de fijación (9) dotada de un segundo orificio (10), caracterizada porque la segunda pata de fijación (9) además está dotada de un tercer (11) orificio, siendo dichos orificios (7, 10, 11) apropiados para cooperar con pasadores de fijación para solidarizar dichas patas de fijación (6, 9) con dicho disco de soporte (1).

Description

Plataforma interálabes aligerada, para un disco de soporte de álabes de turborreactor.
La invención concierne al sector de los turborreactores, y más particularmente al de las plataformas interálabes para los discos de soporte de álabes de los soplantes de turborreactor.
Los soplantes (o "fan") de turborreactor, cuyos álabes presentan un pie curvilíneo, generalmente comprenden discos de soporte de álabes equipados con plataformas interálabes añadidas, destinadas a optimizar el flujo de aire entre los álabes, y más precisamente a reconstituir el perfil aerodinámico de la "vena" interna a la altura de los álabes.
Esas plataformas añadidas comprenden una parte deflectora cuya cara inferior suele tener tres patas de fijación (una aguas arriba, una central y una aguas abajo) destinadas a permitir su solidarización, de manera isostática, con un disco de soporte. Normalmente se encuentran dos modos de realización. El primer modo consiste en disponer las tres patas de fijación en forma de bridas dotadas con un orificio para el paso de un pasador de fijación. El segundo modo consiste en disponer dos de las tres patas de fijación en forma de bridas dotadas con un orificio para el paso de un pasador de fijación, y en dotar con un dispositivo de fijación de tipo bayoneta a la tercera pata de
fijación.
El documento US 5.277.548 describe una plataforma que tiene una parte deflectora cuya cara inferior incluye dos patas de fijación que están perforadas por un orificio cada una para el paso de un pasador de fijación.
Al ser generalmente metálicas o compuestas las plataformas añadidas, sus tres patas de fijación se realizan por mecanización de un bloque macizo. Ahora bien, debido a la presencia de las patas de fijación aguas arriba y aguas abajo, la accesibilidad a la pata de fijación central es difícil, lo que hace su mecanización particularmente delicada. Además, debido a la presencia de tres patas de fijación el peso de las plataformas es relativamente importante, lo que contribuye a hacer pesados los turborreactores que equipan.
Además, cuando sobreviene un incidente en un álabe, por ejemplo a causa de la ingestión de un cuerpo extraño por el turborreactor, el álabe puede desplazarse (o doblarse) e interferir con el borde lateral de una de las plataformas vecinas. Ahora bien, debido al modo de solidarización de las plataformas, durante ese tipo de interferencia dichas plataformas se deforman permaneciendo sensiblemente en su lugar, lo que puede provocar daños importantes al nivel del álabe e incluso en la parte del motor del turborreactor situada aguas abajo de los álabes, y/o causar una perdida de eficacia del turborreactor e incluso su puesta fuera de servicio.
En consecuencia, la invención tiene por finalidad mejorar la situación.
Con este fin, la invención propone una plataforma interálabes, para un disco de soporte de álabes de un soplante de turborreactor, que comprende una parte deflectora que tiene una cara inferior provista de una primera pata de fijación dotada de un primer orificio para el paso de un primer pasador de fijación, y de una segunda pata de fijación dotada de segundo y tercer orificios para el paso de segundo y tercer pasadores de fijación, estando destinados estos pasadores de fijación a solidarizar al disco de soporte las dos patas de fijación (o bridas) entre dos álabes adyacentes.
De este modo, utilizando sólo dos patas de fijación, por una parte se facilitan notablemente las operaciones de mecanización y por otra parte se reduce sensiblemente el peso de las plataformas. Sin embargo, el isostatismo se conserva debido a la solidarización de la plataforma mediante tres pasadores de fijación.
En un modo de realización particularmente ventajoso, los primer y segundo orificios pueden colocarse en las primera y segunda patas de fijación, sensiblemente enfrente uno de otro, de tal modo que los primer y segundo pasadores de fijación estén sensiblemente alineados según un mismo eje.
De este modo, en caso de rotura del tercer pasador de fijación, por el impacto de un álabe (o por cualquier otro esfuerzo, centrífugo especialmente), la plataforma puede ser arrastrada en rotación alrededor del eje definido por los otros dos pasadores de fijación. Esto permite dejar sitio para el álabe forzado y evitar que la plataforma sea objeto de una deformación perjudicial, tanto para los álabes vecinos como para el rendimiento.
Por otra parte, a fin de favorecer la rotura del tercer pasador de fijación en caso de incidente, el tercer pasador de fijación puede presentar una resistencia a los esfuerzos inferior a la de los primer y segundo pasadores de fijación. Para hacer esto, las secciones de los primer y segundo pasadores de fijación pueden ser superiores a la del tercer pasador de fijación y/o sus materiales pueden ser diferentes.
Una plataforma de este tipo puede hacerse de un material metálico o compuesto.
La invención concierne igualmente a un disco de soporte de álabes que tiene una multiplicidad de plataformas interálabes del tipo antes presentado e intercaladas respectivamente entre pares de álabes adyacentes.
Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes tras el examen de la descripción detallada que sigue y de los dibujos anejos, en los que:
- la figura 1 ilustra de manera esquemática una parte de un disco de soporte de álabes, en una vista de frente,
- la figura 2 ilustra de manera esquemática, en una vista en sección transversal desplazada, un modo de realización de una plataforma interálabes según la invención, y
- la figura 3 es una vista en sección, según el eje III-III de la figura 2, de una plataforma interálabes según la invención, que ilustra un ejemplo de realización de una pata de fijación con dos orificios.
Los dibujos anejos no solo podrán servir para completar la invención, sino también para contribuir a su definición, llegado el caso.
La invención trata de una plataforma interálabes destinada a equipar un disco de soporte de álabes para un soplante (o "fan") de turborreactor equipado con álabes de pie curvilíneo (también llamados álabes de "cuerda ancha").
Como se ilustra parcialmente en la figura 1, un disco de soporte de álabes 1 es un elemento de un soplante (no representado), montado sobre un árbol de rotor y sobre el que están fijadas una multiplicidad de álabes 2 de pie curvilíneo y una multiplicidad de plataformas interálabes 3 añadidas, con preferencia metálicas (por ejemplo de aluminio). Más precisamente, cada plataforma añadida 3 está instalada sobre el disco de soporte 1, entre dos álabes 2 adyacentes, de manera que reconstituya el perfil aerodinámico de la "vena" interna a la altura de los álabes.
Como se ilustra en las figuras 2 y 3, cada plataforma 3, según la invención, comprende una parte deflectora 4 que tiene una cara inferior 5 provista de una primera pata de fijación (o brida) 6 dotada de un primer orificio 7 para el paso de un primer pasador de fijación 8, y de una segunda pata de fijación (o brida) 9 dotada de segundo 10 y tercer 11 orificios para el paso de segundo 12 y tercer 13 pasadores de fijación.
Preferentemente, y como se ilustra, los segundo 10 y tercer 11 orificios están colocados uno al lado del otro, sensiblemente al mismo nivel, a fin de que el tercer pasador 13 soporte el mínimo esfuerzo posible. Pero también podrían estar superpuestos o desplazados lateralmente y en altura.
Los pasadores de fijación 8, 12 y 13 preferentemente son de tipo resaltado y fileteado. Cada uno de ellos comprende un vástago en el que un extremo está provisto de una cabeza resaltada y el otro extremo está provisto de un roscado que coopera con una tuerca 14, 15 ó 16, de manera que se inmovilice la pata de fijación correspondiente 6 ó 9 sobre una de las patas de fijación 17 ó 18 de un elemento 19 del disco de soporte 1. En otros términos, el primer pasador de fijación 8 está destinado a inmovilizar la primera pata dé fijación 6 sobre la pata de fijación 17 del elemento 19, y los segundo 12 y tercer 13 pasadores de fijación están destinados a inmovilizar la segunda pata de fijación 9 sobre la pata de fijación 18 de dicho elemento 19.
De este modo, utilizando dos patas de fijación 6 y 9 y tres pasadores de fijación 8, 12 y 13 se respeta el isostatismo.
En un modo de realización particularmente ventajoso, ilustrado en la figura 2, el primer orificio 7 y el segundo orificio 10 están colocados en las primera 6 y segunda 9 patas de fijación, sensiblemente enfrente uno de otro, de tal modo que los primer 8 y segundo 12 pasadores de fijación estén sensiblemente alineados según un mismo eje X.
Gracias a esta disposición particular, cuando se rompe el tercer pasador de fijación 13, por ejemplo a causa de un esfuerzo centrífugo o por el impacto de un álabe 2 que sea objeto de un esfuerzo, la plataforma 3 puede pivotar alrededor del eje X definido por la alineación de los dos pasadores de fijación 8 y 12. La plataforma 3 liberada puede seguir a continuación los movimientos de los álabes forzados (o abatidos) por los acontecimientos, de tal manera que el conjunto recobre una nueva posición de equilibrio, pudiendo la plataforma 3 apoyarse efectivamente sobre un flanco de álabe 2 hasta un cierto punto (en efecto, más allá de cierto desplazamiento hay rotura de la plataforma y de los pasadores).
De este modo la plataforma 3 se deforma poco o no se deforma nada, lo que garantiza el mantenimiento de un flujo aerodinámico poco modificado, pero sobre todo permanece integralmente en su lugar, lo que evita que sea ingerida por el motor del turborreactor. Además, el tercer pasador de fijación 13 roto se queda prisionero en el "cajón" que delimita la plataforma 3, de manera que no hay riesgo de que dañe los elementos situados detrás del soplante. Además, esta rotación de la plataforma 3 deja sitio para el álabe 2 que se desplaza por efecto del esfuerzo, lo que permite evitar que se dañe gravemente.
A fin de favorecer la rotura del tercer pasador de fijación 13 en caso de incidente, éste puede presentar dimensiones idénticas a las de los primer 8 y segundo 12 pasadores de fijación, pero una resistencia a los esfuerzos inferior a la suya, o bien presentar una sección transversal inferior a la de los primer 8 y segundo 12 pasadores de fijación. Esta última solución está ilustrada en la figura 2.
Más precisamente, en el ejemplo ilustrado en la figura 2, los primer 7 y segundo 10 orificios presentan dimensiones sensiblemente idénticas, pero superiores a las del tercer orificio 11, a fin de recibir unos primer 8 y segundo 12 pasadores de fijación cuya sección transversal es superior a la del tercer pasador de fijación 13.
También se puede prever la utilización de un tercer pasador de fijación 13 que presente a la vez una resistencia y una sección transversal inferiores a las de los primer 8 y segundo 12 pasadores de fijación.
En esas variantes de realización con tercer pasador de fijación 13 "seccionable", los primer 8 y segundo 12 pasadores de fijación soportan pues los esfuerzo centrífugos, mientras que dicho tercer pasador de fijación 13 sirve en funcionamiento normal para asegurar el isostatismo de la plataforma 3 y en funcionamiento anormal para provocar, en caso de rotura, el pivotamiento de dicha plataforma 3.
La invención no se limita a los modos de realización de la plataforma interálabes y del disco de soporte de álabes descritos anteriormente, sólo a título de ejemplo, sino que engloba todas las variantes que pueda considerar un experto en la técnica dentro del marco de las reivindicaciones que siguen.
Así pues, se ha descrito una plataforma en la que la primera pata de fijación, la menos alta y que tiene un solo orificio destinado a recibir un pasador, estaba colocada aguas arriba de la segunda pata de fijación, la más alta y que tiene dos orificios destinados a recibir un pasador cada uno. Pero, a la inversa, se puede considerar que la más alta sea la primera pata, que siempre tiene un solo orificio destinado a recibir un pasador, y que esté colocada aguas abajo de la segunda pata de fijación, la menos alta y que siempre tiene dos orificios destinados a recibir un pasador cada uno.

Claims (11)

1. Plataforma interálabes (3) para un disco (1) de soporte de álabes (2) de un soplante de turborreactor, que comprende una parte deflectora (4) que tiene una cara inferior (5) provista de una primera pata de fijación (6) dotada de un primer orificio (7), y de una segunda pata de fijación (9) dotada de un segundo orificio (10), caracterizada porque la segunda pata de fijación (9) además está dotada de un tercer (11) orificio, siendo dichos orificios (7, 10, 11) apropiados para cooperar con pasadores de fijación para solidarizar dichas patas de fijación (6, 9) con dicho disco de soporte (1).
2. Plataforma según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos primer (7) y segundo (10) orificios están colocados en dichas primera (6) y segunda (9) patas de fijación sensiblemente enfrente uno de otro, de tal modo que unos pasadores de fijación que penetran en dichos primer (7) y segundo (10) orificios están sensiblemente alineados según un mismo eje (X).
3. Plataforma según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque dichos primer (7) y segundo (10) orificios presentan dimensiones sensiblemente idénticas, y porque dicho tercer orificio (11) presenta dimensiones sensiblemente inferiores a las de dichos primer (7) y segundo (10) orificios.
4. Plataforma interálabes según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque tiene unos primer (8), segundo (12) y tercer (13) pasadores de fijación (8) que penetran respectivamente en dichos primer (7), segundo (10) y tercer (11) orificios y que son apropiados para cooperar con dichos orificios (7, 10, 11) para solidarizar dichas patas de fijación (6, 9) con dicho disco de soporte (1).
5. Plataforma según la reivindicación 4, caracterizada porque dicho tercer pasador de fijación (13) presenta una resistencia a los esfuerzos inferior a la de dichos primer (8) y segundo (12) pasadores de fijación.
6. Plataforma según una de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizada porque los primer (8) y segundo (12) pasadores de fijación presentan una primera sección elegida, y porque el tercer pasador de fijación (13) presenta una segunda sección inferior a dicha primera sección.
7. Plataforma según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque dicho tercer pasador de fijación (13) está hecho de un material cuya resistencia a los esfuerzos es inferior a la de los materiales que constituyen dichos primer (8) y segundo (12) pasadores de fijación.
8. Plataforma según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque dichos segundo (10) y tercer (11) orificios de la segunda pata de fijación (9) están colocados uno al lado del otro, sensiblemente al mismo nivel.
9. Plataforma según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque está hecha de un material metálico.
10. Disco de soporte de álabes (1), caracterizado porque incluye una multiplicidad de plataformas interálabes (3) según una de las reivindicaciones precedentes, intercaladas respectivamente entre pares de álabes (2) adyacentes.
11. Turborreactor, caracterizado porque tiene un disco de soporte de álabes (1) según la reivindicación 10 y una multiplicidad de álabes (2) fijados sobre dicho disco de soporte de álabes (1).
ES04291888T 2003-07-31 2004-07-23 Plataforma interalabes aligerada para un disco de soporte de alabes de turborreactor. Expired - Lifetime ES2277662T3 (es)

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