Sección de rotor para un rotor de una turbo máquina, pala de rotor para una turbo máquina y elemento de bloqueo.

Sección de rotor (10) para el rotor de una turbo máquina, en cuya periferia exterior están previstas unas ranuras de retención

(16) de las palas de rotor, que se extienden en la dirección axial del rotor, en la que, respectivamente, está dispuesta una pala de rotor (18) con pata de pala (20) que corresponde a la ranura de retención (16) de la pala de rotor, con superficies de apoyo (34) previstas, respectivamente, en las palas de rotor (18) y que apuntan radialmente hacia dentro, en la que para la conducción de un refrigerante a lo largo de la superficie de rotor (28) en el lado frontal unos elementos de obturación (30) en forma de chapa se apoyan bajo la acción de fuerza centrífuga en la superficie de apoyo (34) y en la que para la seguridad de los elementos de obturación (30) contra un desplazamiento en dirección circunferencial, al menos uno de los elementos de obturación (30) presenta un orificio (44) previsto en el elemento de obturación (30) para el alojamiento de un elemento de bloqueo (46, 62) y en la que están previstos un taladro (58) que está alineado con el orificio (44) y un elemento de bloqueo (46, 62) asegurados en la posición que se asienta en el taladro (58) y en el orificio (44), estando dispuesto el taladro (58) en la pata de la pala (20), caracterizada porque el orificio (44) está configurado del tipo de ojo de cerradura y en el que el elemento de bloqueo (46) está configurado del tipo de bulón con una leva (50) dispuesta en su periferia exterior, cuya leva (50) se puede introducir entre la pata de pala (20) y el elemento de obturación (30).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/050934.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHRODER, PETER, MILAZAR,MIRKO, BUSCHMANN,AXEL,DR, HOELL,HARALD, KOLK,KARSTEN, DUNGS,SASCHA, VEITSMAN,VYACHESLAV, AHAUS,GUIDO DR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS... > F16B33/00 (Características comunes a los bulones y a las tuercas (clavijas para paredes F16B 13/00))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS... > Medios sin roscado para prevenir el movimiento axial... > F16B21/04 (de bayoneta)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > MAQUINAS O MOTORES DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO,... > Alabes; Organos de soporte de álabes (alojamiento... > F01D5/08 (Dispositivos de calefacción, de aislamiento térmico o de refrigeración)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS... > Medios sin roscado para prevenir el movimiento axial... > F16B21/02 (Dispositivos de fijación soltables que traban por rotación (de acción rápida F16B 21/06; pasadores o machos de montaje con protuberancias elásticas F16B 21/08))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS... > Bloqueo de tornillos, bulones o tuercas (clavijas... > F16B39/02 (en el cual el bloqueo tiene lugar después del atornillamiento (F16B 39/01 tiene prioridad; pasadores de aletas, anillos de fijación (circlips), o análogos para prevenir solamente el movimiento relativo axial F16B 21/10; fijación de tuercas por soldadura o remachado F16B 37/06))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > MAQUINAS O MOTORES DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO,... > Alabes; Organos de soporte de álabes (alojamiento... > F01D5/30 (Fijación de los álabes del rotor; Raíces de álabes)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS... > Bloqueo de tornillos, bulones o tuercas (clavijas... > F16B39/10 (por una placa o un anillo inmóvil con relación al bulón o al objeto (F16B 39/08 tiene prioridad))

PDF original: ES-2535410_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sección de rotor para un rotor de una turbo máquina, pala de rotor para una turbo máquina y elemento de bloqueo

La invención se refiere a una sección de rotor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere, por lo demás, a una pala de rotor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 9.

Una sección de rotor axial del tipo indicado al principio para una turbina p bien un rotor de turbina se conoce, por ejemplo, a partir de la publicación DE 1 963 364. La sección de rotor, que comprende un disco de rotor, presenta en su periferia exterior varias ranuras de retención, que se extienden en dirección axial, para las palas de rotor de la turbina. En el lado frontal en el disco de rotor está prevista en este caso una ranura de alojamiento que se extiende sin fin para chapas de obturación. En su pared lateral de la ranura de alojamiento están previstas varias proyecciones distribuidas de una manera uniforme en dirección circunferencial, que cubren parcialmente el fondo de la ranura de alojamiento. En la ranura de alojamiento se asientan unas chapas de obturación en forma de placas, que presentan en su canto interior dispuesto radialmente en el interior un espesamiento bilateral, cuya anchura corresponde aproximadamente a la anchura de la ranura de alojamiento. El espesamiento está interrumpido en este caso, considerado en dirección circunferencial, por secciones por escotaduras, que están configuradas de anchura correspondiente a las proyecciones de la ranura de alojamiento. De esta manera se puede insertar la chapa gruesa a través de un movimiento puramente radial desde el exterior en la ranura de alojamiento y después del desplazamiento en dirección circunferencial, cuyo recorrido de desplazamiento corresponde aproximadamente a la anchura de la proyección, se puede enganchar con ésta. El espesamiento de la chapa gruesa engancha entonces detrás de las proyecciones de la ranura de alojamiento, de manera que la chapa gruesa no se puede mover hacia fuera. Para el montaje de todas las chapas gruesas, éstas se pueden insertar sucesivamente en la ranura de alojamiento y solamente a continuación se pueden desplazar en común en la dirección circunferencial. De esta manera, se evita la necesidad de un cierre de la chapa gruesa. Después de la inserción de las chapas gruesas y de las palas de rotor se insertan los cantos exteriores de las chapas gruesas en ranuras laterales de la plataforma de las palas de rotor, de manera que estas últimas están aseguradas contra un desplazamiento axial. Para la terminación del montaje se fijan las chapas gruesas por medio de un tornillo en su posición elevada. Cada ensanchamiento se apoya entonces en la proyección. Por medio de esta disposición de los componentes se puede separar y obturar un primer espacio, que está dispuesto entre la chapa gruesa y el lado frontal del disco del rotor, frente a un segundo espacio, dispuesto en el otro lado de la chapa gruesa, para la conducción de diferentes medios. Para la consecución de una obturación especialmente buena, la chapa de obturación se apoya con su ensanchamiento en aquella pared lateral de la ranura de alojamiento, en la que no está prevista ninguna proyección. Además, un canto interior, que se extiende cónicamente, de la proyección se ocupa de que la chapa gruesa sea presionada bajo la influencia de fuerza centrífuga en la pared lateral sin proyección de la ranura de alojamiento.

Un inconveniente de la disposición conocida es la construcción costosa de las superficies laterales del disco de rotor y de la chapa de obturación con proyecciones y escotaduras. Otro inconveniente es la utilización de un tornillo para la seguridad de las chapas gruesas contra un desplazamiento en dirección circunferencial. En virtud de la solicitación térmica alterna, que aparece entre funcionamiento y parada, y en virtud del gas caliente que circula a través de la turbina se pueden plantear problemas de corrosión y de resistencia en la unión atornillada. En determinadas circunstancias, éstos no se pueden solucionar correctamente. En este caso, se taladra el tornillo, siendo realizado este proceso, en general, en el rotor que se encuentra todavía en la mitad inferior de la carcasa de la turbina de gas. En este caso puede suceder que caigan virutas en la mitad inferior de la carcasa, que pueden provocar contaminaciones no deseadas durante el funcionamiento siguiente.

Además, se conoce a partir del documento FR 2 524 933 un seguro para palas de rotor contra un desplazamiento axial, que son retenidas por medio de una chapa desplazable en la dirección circunferencial. Sin embargo, la disposición mostrada allí no es adecuada para obturar un espacio próximo al disco frente a un espacio que está presente más allá de la chapa.

Por otro lado, se conoce a partir de la publicación DE 3 33 768 A1 un grupo de construcción de rotor de una turbina, que presenta un anillo de obturación integral de una sola pieza para la seguridad axial de palas de rotor. El anillo de obturación de una sola pieza del documento DE 3 33 768 A1 se engancha a modo de un cierre de bayoneta con el disco de la turbina. A tal fin, tanto en el disco de la turbina como también en el anillo de obturación están dispuestos alternando proyecciones y escotaduras distribuidas a lo largo de la periferia. Para el montaje, el anillo de obturación se apoya en el disco de rotor, de manera que las escotaduras y las proyecciones están colocadas opuestas entre sí. A continuación, éstas se pueden enganchar mutuamente a través de una rotación insignificante de ambas partes entre sí. No obstante, en virtud de la forma de construcción integral del anillo de obturación, éste solamente se puede utilizaren turbinas de gas de aviones, puesto que sus turbinas están compuestas en dirección axial por apuramiento. En cambio, las turbinas de gas estacionarias se componen de dos mitades de carcasa, que rodean el rotor totalmente montado.

Por lo tanto, el cometido de la invención es la preparación de una sección de rotor axial para una turbina de gas estacionaria y la preparación de una pala de rotor de una turbina, que está mejorada adicionalmente con respecto al

montaje y desmontaje de elementos de obturación.

El cometido dirigido a la sección de rotor se soluciona por medio de una sección de rotor del tipo indicado anteriormente con las características de la reivindicación 1. Por lo demás, el cometido dirigido a la pala de rotor se soluciona con una pala de rotor de acuerdo con la reivindicación 8.

La invención parte del reconocimiento de que es posible un seguro especialmente fiable de los elementos de obturación especialmente cuando el lugar, en el que los elementos de obturación se apoyan en el rotor bajo fuerza centrífuga y el lugar, en el que los elementos de obturación individuales están aseguraos contra un desplazamiento en dirección circunferencial, se encuentran lo más cerca posible entre sí. Con otras palabras: la distancia presente en la dirección radial del rotor entre aquella superficie del rotor, en la que el elemento de obturación se apoya bajo fuerza centrífuga y el lugar del seguro del elemento de obturación contra un desplazamiento circunferencial debería ser lo más reducida posible. Esto significa que los elementos de obturación, que se apoyan en una superficie de apoyo de una pala de rotor, deberían estar asegurados de la misma manera en su zona exterior contra un desplazamiento en dirección circunferencial. Para Indicar en este caso una construcción lo más sencilla posible para un seguro circunferencial, está previsto un elemento de bloqueo en forma de bulón. El elemento de bloqueo se asienta, por una parte, en un orificio, que está previsto en el elemento de obturación. Por otra parte, el elemento de bloqueo en forma... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Sección de rotor (1) para el rotor de una turbo máquina, en cuya periferia exterior están previstas unas ranuras de retención (16) de las palas de rotor, que se extienden en la dirección axial del rotor, en la que, respectivamente, está dispuesta una pala de rotor (18) con pata de pala (2) que corresponde a la ranura de retención (16) de la pala de rotor, con superficies de apoyo (34) previstas, respectivamente, en las palas de rotor (18) y que apuntan radlalmente hacia dentro, en la que para la conducción de un refrigerante a lo largo de la superficie de rotor (28) en el lado frontal unos elementos de obturación (3) en forma de chapa se apoyan bajo la acción de fuerza centrífuga en la superficie de apoyo (34) y en la que para la seguridad de los elementos de obturación (3) contra un desplazamiento en dirección circunferencial, al menos uno de los elementos de obturación (3) presenta un orificio (44) previsto en el elemento de obturación (3) para el alojamiento de un elemento de bloqueo (46, 62) y en la que están previstos un taladro (58) que está alineado con el orificio (44) y un elemento de bloqueo (46, 62) asegurados en la posición que se asienta en el taladro (58) y en el orificio (44), estando dispuesto el taladro (58) en la pata de la pala (2), caracterizada porque el orificio (44) está configurado del tipo de ojo de cerradura y en el que el elemento de bloqueo (46) está configurado del tipo de bulón con una leva (5) dispuesta en su periferia exterior, cuya leva (5) se puede introducir entre la pata de pala (2) y el elemento de obturación (3).

2.- Sección de rotor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que, respectivamente, el taladro (58) está dispuesto cerca de la superficie de apoyo (34) que apunta radialmente hacia dentro y el orificio (44) está dispuesto más cerca del borde (32) del elemento de obturación (3), que se apoya en la superficie de apoyo (34) de la pala de rotor (18) que de un borde interior (36) del elemento de obturación (3).

3.- Sección de rotor (1) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en la que el elemento de bloqueo (46) presenta en el lado frontal un diente (56), que se puede insertar de manera flexible en una abertura de paletón (47) del orificio (44) del tipo de ojo de cerradura.

4.- Sección de rotor (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en la que el diente (56) forma parte de una corona (52) del lado frontal el elemento de bloqueo (46).

5.- Sección de rotor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el elemento de bloqueo (62) está asegurado contra pérdida por medio de una chapa de seguridad (66) en forma de Z, cuyo primer extremo se apoya entre el elemento de obturación (3) y el lado frontal (26) de la pata de pala (2).

6.- Sección de rotor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de bloqueo (46, 62) presenta un orificio en el lado frontal para el desmontaje.

7.- Sección de rotor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que los elementos de obturación (3) opuestos entre sí en dirección circunferencial forman un anillo de obturación que se asienta en una ranura anular (38), cuya ranura anular (38) está prevista en una superficie circunferencial, que está dispuesta en una superficie lateral en el lado frontal del rotor.

8.- Pala de rotor (18) para una turbo máquina, con una pala de pala (2) en forma de martillo o en forma de abeto, en la que se conecta una plataforma (22) y en ella una hoja de pala (6) curvada aerodinámicamente y con una proyección que se proyecta en voladizo sobre la pata de pala (2), en la que en el lado inferior de la proyección, que está dirigido hacia la pata de pala (2) está prevista una superficie de apoyo (34) dirigida hacia la pata de pala (2) para un elemento de obturación (3) en forma de chapa, caracterizada porque inmediatamente adyacente a la proyección está previsto un taladro (58) configurado como taladro ciego en el lado frontal (26) de la pata de pala (2) para el alojamiento de un elemento de bloqueo (46, 62).

9.- Pala de rotor (18) de acuerdo con la reivindicación 8, en la que el taladro (58) está dispuesto más cerca de la proyección que de un lado inferior de la pata de pala (2).

1.- Pala de rotor (18) de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, en la que la superficie de apoyo (34) está configurada, al menos parcialmente, como fondo de ranura de una ranura abierta hacia la pata de pala (2).

11.- Pala de rotor (18) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 1, en la que la proyección está configurada como parte de la plataforma (22) o como parte de una hoja de obturación que se distancia lateralmente.