Unidad de medición de agujero autocentrante.

Una unidad de medición de agujero (100) que comprende:

un cuerpo principal alargado

(102) que tiene un primer extremo (104) y un segundo extremo (106);

un primer mecanismo de ajuste (110) dispuesto cerca de dicho primer extremo, el primer mecanismo de ajuste se expande o contrae a diámetros relativos;

un segundo mecanismo de ajuste (112) dispuesto cerca de dicho segundo extremo, el segundo mecanismo de ajuste se expande o contrae a diámetros relativos;

una porción de medición (108) asociada con dicho cuerpo principal, la porción de medición se adapta para medir el diámetro interno del agujero de un elemento hueco (M);

la unidad de medición de agujero (100) se dispone de tal manera que cuando dicho cuerpo principal alargado se inserta en un agujero de un elemento hueco, dicho primer y segundo mecanismos de ajuste se expanden para en general centrar dicho cuerpo principal alargado dentro de dicho agujero de tal manera que dicha porción de medición puede medir el diámetro interno del mismo,

en donde dicho primer mecanismo de ajuste comprende un collar fijo (114) se posiciona de forma fija alrededor de dicho cuerpo principal alargado, un collar deslizante (116) configurado en una relación deslizante alrededor de dicho cuerpo principal alargado, y tres brazos (126a, 126b, 126c) que conectan dicho primer collar fijo a dicho primer collar deslizante, dichos brazos cada uno se articula para triangular de forma colectiva con el fin de formar un diámetro relativo, en donde el deslizamiento de dicho collar deslizante hacia dicho collar fijo aumenta el diámetro relativo de dicho primer mecanismo de ajuste y el deslizamiento de dicho collar deslizante lejos de dicho collar fijo reduce el diámetro relativo de dicho primer mecanismo de ajuste.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2012/027249.

Solicitante: Siemens Energy, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 4400 Alafaya Trail Orlando, Florida 32826-2399 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: FRASER,DANIEL, LOMBARDO,ERIK A.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA (explotación... > Barras o tubos de perforación; Trenes de barras... > E21B17/10 (Protectores contra el desgaste; Dispositivos de centrado (medios de accionamiento utilizados en el orificio de perforación que llevan medios de anclaje E21B 4/18; dispositivos de guíado o de centrado en el exterior del orificio de perforación E21B 19/24))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES... > Disposiciones de medida o sus detalles en caso de... > G01B21/14 (diámetros internos)
  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA (explotación... > Prospecciones en los orificios de perforación o... > E21B47/08 (Medida de los diámetros o dimensiones relacionadas en el sondeo)

PDF original: ES-2528704_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Unidad de medición de agujero autocentrante Antecedentes de invención

La presente invención se relaciona con la medición de diámetros de agujeros dentro de elementos huecos. 5 Específicamente, la presente invención se dirige a una unidad de medición de agujero autocentrante.

Es bien sabido que las mediciones precisas de agujeros de elementos huecos proporcionan datos importantes en el análisis de elementos y aparatos de los que forman parte. Estos datos son muy deseables en la fabricación y mantenimiento de agujeros de rotores de generadores, agujeros de ejes de turbinas, y similares. Por ejemplo, se pueden utilizar lecturas iniciales del diámetro de agujero para determinar si se ha construido un agujero con las 1 especificaciones adecuadas. Adicionalmente, se puede revelar la fluencia de agujero o áreas de alto estrés a través de pruebas periódicas de medición de agujero durante el uso.

Se conoce una unidad de medición de agujero autocentrante de, por ejemplo, el documento US-3 555 689.

Sin embargo, las técnicas conocidas para medir el diámetro de los agujeros tienen limitaciones.

Breve resumen de la invención

Los dispositivos de medición de agujeros actuales se limitan en diversas formas. Como un ejemplo, no se puede medir la longitud completa de los agujeros que tienen determinadas geometrías. Por lo tanto se pueden limitar a medir agujeros que no incluyen cuellos de botella o varianzas en el diámetro de sección transversal. También se pueden limitar a agujeros que están por debajo de determinadas longitudes totales. Los dispositivos de medición de agujeros actuales también pueden ser incapaces de medir exactamente agujeros que incluyen una superficie 2 irregular dentro del agujero en sí mismo, tal como una depresión creada durante un procedimiento defectuoso de fijación rutinaria.

Adicionalmente, las unidades de medición de agujero convencionales se limitan a tres puntos de medición alrededor del diámetro del agujero en una posición lineal particular dentro del agujero. Aunque se reconocerá que tres puntos son el número mínimo de puntos requeridos para producir un círculo, agregar más puntos de datos al análisis crea 25 una lectura de "mejor ajuste" precisa del diámetro del agujero actual.

Por último, también se deben disponer específicamente unidades de medición de agujeros convencionales para un único diámetro del agujero. Estas unidades no se ajustan de forma dinámica a agujeros de diferentes diámetros, por no hablar de un único agujero que tiene un diámetro variable.

En vista de esto, la presente invención proporciona una unidad de medición de agujero autocentrante de acuerdo 3 con la reivindicación 1 que es capaz de realizar mediciones de agujero exactas en agujeros de varias geometrías y condiciones.

El primer mecanismo de ajuste puede comprender adicionalmente una rueda asociada con cada brazo articulado, las ruedas se posicionan en las bisagras de los brazos en el diámetro relativo.

La unidad de medición de agujero puede comprender adicionalmente un accionador lineal que acopla el collar 35 deslizante del primer mecanismo de ajuste al cuerpo alargado de tal manera que el accionador lineal mueve el collar deslizante en relación con el cuerpo alargado. El accionador lineal puede ser un cilindro sin vástago acoplado de forma magnética operado neumáticamente, u otro tipo de accionador tal como un accionador impulsado por tornillo.

El primer mecanismo de ajuste y el segundo mecanismo de ajuste se pueden ajustar de forma separable, los mecanismos de ajuste capaces de formar dos diámetros relativos diferentes de tal manera que el elemento alargado 4 permanece centrado en un agujero que tiene un diámetro variable. En dicho caso, pueden existir dos accionadores lineales.

La porción de medición puede comprender por lo menos un sensor de distancia fotoeléctrico que gira para detectar distancias asociadas con el diámetro del agujero interno del elemento hueco aproximadamente en ciclos de 36°. El sensor de distancia fotoeléctrico puede tomar por lo menos cuatro lecturas durante cada ciclo para un total de por lo 45 menos cuatro lecturas de distancia. La unidad de medición de agujero puede comprender adicionalmente un ordenador de recolección y procesamiento de datos con pantalla, en donde por lo menos cuatro lecturas de distancia se recolectan y se ajustan en un mejor círculo de ajuste cuyas dimensiones se presentan sobre la pantalla.

La porción de medición puede comprender dos sensores de distancia fotoeléctricos, los sensores de distancia fotoeléctricos cada uno rota en por lo menos ciclos de 18° y cada uno toma por lo menos dos lecturas de distancia durante cada ciclo.

La porción de medición puede medir el diámetro del agujero del elemento hueco dentro de una tolerancia de aproximadamente 1/1".

La presente Invención también proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 11 para medir el diámetro del agujero Interno de un eje hueco.

El método puede comprender adlclonalmente mover el dispositivo de medición alargado a lo largo de la longitud del agujero Interno y activar la porción de medición para tomar una segunda pluralidad de lecturas de mediciones del agujero Interno en un área adyacente a la porción de medición.

La etapa de movimiento puede comprender ajustar el diámetro relativo de por lo menos uno de los mecanismos de ajuste.

Se puede alcanzar la etapa de Inserción al empujar el dispositivo de medición alargado en el agujero con una barra graduada para medición. En dicho caso, el método puede comprender adlclonalmente identificar la profundidad de penetración en el agujero Interno de la porción de medición y mover el dispositivo de medición alargado a lo largo de la longitud del agujero Interno una distancia predeterminada. Luego el método puede incluir activar la porción de medición para tomar una segunda pluralidad de lecturas de mediciones del agujero Interno en un área adyacente a la porción de medición.

La etapa de activar la porción de medición puede tomar por lo menos tres lecturas del agujero Interno en un área adyacente a la porción de medición. Las lecturas se pueden transportar a y se almacenan en un ordenador de recolección y procesamiento de datos.

La porción de medición puede Incluir dos sensores, cada uno adaptado para tomar lecturas de mediciones.

En una realización adicional de la presente invención, una unidad de medición de agujero para medir el diámetro interno de un elemento hueco que tiene un agujero con un con un eje longitudinal puede comprender un cuerpo principal alargado que tiene un eje longitudinal, dos mecanismos de ajuste asociados con el cuerpo principal, los mecanismos de ajuste cada uno se triangula para expandirse y posicionar el eje longitudinal del cuerpo principal alargado a lo largo del eje longitudinal del agujero cuando el cuerpo principal alargado se inserta allí, y un sensor de rotación, el sensor de rotación toma una pluralidad de lecturas del diámetro interno del elemento hueco.

Breve descripción de los dibujos

La anterior descripción, así como también objetos, características y ventajas adicionales de la presente invención se entenderán con referencia a la siguiente descripción detallada de la unidad de medición de agujero autocentrante cuando se toma en conjunto con los dibujos acompañantes, en donde:

La Figura 1 representa una vista esquemática de una unidad que mide agujero de acuerdo con una realización de la presente Invención;

La Figura 2 representa una vista esquemática detallada del primer mecanismo de ajuste de la unidad de medición de agujero de la Figura 1;

La Figura 3 representa una vista en sección transversal parcial de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una unidad de medición de agujero (1) que comprende:

un cuerpo principal alargado (12) que tiene un primer extremo (14) y un segundo extremo (16);

un primer mecanismo de ajuste (11) dispuesto cerca de dicho primer extremo, el primer mecanismo de ajuste se expande o contrae a diámetros relativos;

un segundo mecanismo de ajuste (112) dispuesto cerca de dicho segundo extremo, el segundo mecanismo de ajuste se expande o contrae a diámetros relativos;

una porción de medición (18) asociada con dicho cuerpo principal, la porción de medición se adapta para medir el diámetro interno del agujero de un elemento hueco (M);

la unidad de medición de agujero (1) se dispone de tal manera que cuando dicho cuerpo principal alargado se inserta en un agujero de un elemento hueco, dicho primer y segundo mecanismos de ajuste se expanden para en general centrar dicho cuerpo principal alargado dentro de dicho agujero de tal manera que dicha porción de medición puede medir el diámetro interno del mismo,

en donde dicho primer mecanismo de ajuste comprende un collar fijo (114) se posiciona de forma fija alrededor de dicho cuerpo principal alargado, un collar deslizante (116) configurado en una relación deslizante alrededor de dicho cuerpo principal alargado, y tres brazos (126a, 126b, 126c) que conectan dicho primer collar fijo a dicho primer collar deslizante, dichos brazos cada uno se articula para triangular de forma colectiva con el fin de formar un diámetro relativo, en donde el deslizamiento de dicho collar deslizante hacia dicho collar fijo aumenta el diámetro relativo de dicho primer mecanismo de ajuste y el deslizamiento de dicho collar deslizante lejos de dicho collar fijo reduce el diámetro relativo de dicho primer mecanismo de ajuste.

2. La unidad de medición de agujero de la reivindicación 1, en donde dicho primer mecanismo de ajuste comprende adlclonalmente una rueda (136a, 136b, 136c) asociada con cada brazo articulado, dichas ruedas se posicionan en bisagras (128a, 128b, 128c) de dichos brazos en el diámetro relativo.

3. La unidad de medición de agujero de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un accionador lineal (146) que acopla dicho collar deslizante de dicho primer mecanismo de ajuste a dicho cuerpo alargado de tal manera que dicho accionador lineal mueve dicho collar deslizante en relación con dicho cuerpo alargado.

4. La unidad de medición de agujero de la reivindicación 3, en donde dicho accionador lineal es un cilindro sin vástago acoplado de forma magnética operado neumáticamente.

5. La unidad de medición de agujero de la reivindicación 1, en donde dicho primer mecanismo de ajuste y dicho segundo mecanismo de ajuste se pueden ajustar de forma separada, dichos mecanismos de ajuste capaces de formar dos diferentes diámetros relativos de tal manera que dicho cuerpo alargado permanece centrado en un agujero que tiene un diámetro variable.

6. La unidad de medición de agujero de la reivindicación 1, en donde dicha porción de medición comprende por lo menos un sensor de distancia fotoeléctrico (166a) que gira para detectar distancias asociadas con el diámetro del agujero interno del elemento hueco aproximadamente en ciclos de 36°.

7. La unidad de medición de agujero de la reivindicación 6, en donde dicho sensor de distancia fotoeléctrico toma por lo menos cuatro lecturas durante cada ciclo para un total de por lo menos cuatro lecturas de distancia.

8. La unidad de medición de agujero de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente un ordenador de recolección y procesamiento de datos (P) con pantalla, en donde dicho por lo menos cuatro lecturas de distancia se recolectan y se ajustan en un mejor círculo de ajuste cuyas dimensiones se exhiben sobre dicha pantalla.

9. La unidad de medición de agujero de la reivindicación 1, en donde dicha porción de medición comprende dos sensores de distancia fotoeléctricos (166a, 166b), los sensores de distancia fotoeléctricos cada uno rota en por lo menos ciclos de 18° y cada uno toma por lo menos dos lecturas de distancia durante cada ciclo.

1. La unidad de medición de agujero de la reivindicación 1, en donde dicha porción de medición mide el diámetro del agujero del elemento hueco dentro de una tolerancia de aproximadamente 1/1".

11. Un método para medir el diámetro del agujero interno de un árbol hueco (M), dicho método comprende:

insertar un dispositivo de medición alargado (1) que comprende un primer mecanismo de ajuste (11), un segundo mecanismo de ajuste (112), y una porción de medición (18) en el agujero interno, los mecanismos de ajuste se pueden ajustar a diámetros relativos;

ajustar los diámetros relativos del primer mecanismo de ajuste y el segundo mecanismo de ajuste de tal manera que los mecanismos de ajuste cada uno limiten con el agujero interno en sus diámetros relativos para generalmente centrar el dispositivo de medición alargado dentro del agujero;

activar la porción de medición para tomar una pluralidad de lecturas de mediciones del agujero interno en un área adyacente a la porción de medición, en donde el primer mecanismo de ajuste utilizado en el método comprende un collar fijo (114) posicionado de forma fija alrededor de un cuerpo principal alargado (12) del dispositivo de medición alargado, un collar deslizante (116) configurado en un relación deslizante alrededor de dicho cuerpo principal alargado, y tres brazos (126a, 126b, 126c) que conectan dicho primer collar fijo a dicho primer collar deslizante, dichos brazos cada uno se articula para triangular de forma colectiva para formar un diámetro relativo, en donde el deslizamiento de dicho collar deslizante hacia dicho collar fijo aumenta el diámetro relativo de dicho primer mecanismo de ajuste y deslizamiento de dicho collar deslizante lejos de dicho collar fijo reduce el diámetro relativo de dicho primer mecanismo de ajuste.

12. El método para medir de la reivindicación 11, que comprende adicionalmente: mover el dispositivo de medición alargado a lo largo de la longitud del agujero interno;

activar la porción de medición para tomar una segunda pluralidad de lecturas de mediciones del agujero interno en un área adyacente a la porción de medición.

13. El método para medir de la reivindicación 12, en donde dicha etapa de movimiento comprende ajustar el diámetro relativo de por lo menos uno de los mecanismos de ajuste.

14. El método para medir de la reivindicación 11, en donde dicha etapa de inserción se consigue al empujar el dispositivo de medición alargado en el agujero con una barra graduada para medición (R).

15. El método de la reivindicación 14, que comprende adicionalmente:

identificar la profundidad de penetración en el agujero interno de la porción de medición;

mover el dispositivo de medición alargado a lo largo de la longitud del agujero interno una distancia predeterminada;

activar la porción de medición para tomar una segunda pluralidad de lecturas de mediciones del agujero interno en un área adyacente a la porción de medición.

16. El método de la reivindicación 11, en donde dicha etapa de activar la porción de medición toma por lo menos tres lecturas del agujero interno en un área adyacente a la porción de medición.

17. El método de la reivindicación 16, en donde las lecturas se transportan a y se almacenan en un ordenador de recolección y procesamiento de datos (P).

18. El método de la reivindicación 11, en donde la porción de medición incluye dos sensores (166a, 166b), cada uno adaptado para tomar lecturas de mediciones.