SISTEMA DE EQUILIBRADO PARA ROTOR DE TURBOMÁQUINA.

Sistema de equilibrado de rotor de turbomáquina (61) que comprende una brida de equilibrado (52) provista de una pluralidad de aberturas pasantes (78),

comprendiendo dicho sistema, además, una pluralidad de masas de equilibrado (54) montadas, cada una, fijamente sobre dicha brida de equilibrado (52) por medio de un primer y de un segundo conjunto tornillo / tuerca (56a, 56b) que disponen, respectivamente, de un primer tornillo (84) y de un segundo tornillo (84) que atraviesan, respectivamente, una primera y una segunda aberturas (78, 78) directamente consecutivas, presentando cada una de dichas aberturas (78, 78) un primer (116) y un segundo (118) flancos de extremidad tangencial situados a uno y otro lado del tornillo de dicho conjunto tornillo / tuerca asociado, estando dicho segundo flanco de extremidad tangencial (118) desplazado tangencialmente del primer flanco de extremidad tangencial (116) en un primer sentido, y estando desplazada tangencialmente dicha primera abertura pasante de dicha segunda abertura pasante en un segundo sentido (106) opuesto al primer sentido, caracterizado porque dicho primer tornillo (84) apoya contra dicho primer flanco de extremidad tangencial (116) de dicha primera abertura pasante (78) y a una distancia de dicho segundo flanco de extremidad tangencial (118), y porque dicho segundo tornillo (84) apoya contra dicho segundo flanco de extremidad tangencial (118) de dicha segunda abertura pasante (78) y a una distancia de dicho primer flanco de extremidad tangencial (116)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07118972.

Solicitante: SNECMA.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 2, BOULEVARD DU GÉNÉRAL MARTIAL VALIN 75015 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: BLANCHARD, STEPHANE PIERRE GUILLAUME, JUDET, MAURICE, GUY, LANGEVIN,THOMAS, Garin,Fabrice.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 22 de Octubre de 2007.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F01D5/02L
  • F04D29/66C2

Clasificación PCT:

  • F01D5/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01D MAQUINAS O MOTORES DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO, p. ej., TURBINAS DE VAPOR (motores de combustión F02; máquinas o motores de líquidos F03, F04; bombas de desplazamiento no positivo F04D). › F01D 5/00 Alabes; Organos de soporte de álabes (alojamiento de los inyectores F01D 9/02 ); Calentamiento, aislamiento térmico, refrigeración, o dispositivos antivibración en los álabes o en los órganos soporte. › Organos soporte de álabes, p. ej. rotores (rotores sin álabes F01D 1/34; estatores F01D 9/00).
  • F04D29/66 F […] › F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04D BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO (bombas de inyección de combustible para motores F02M; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › F04D 29/00 Partes constitutivas, detalles o accesorios (elementos de máquinas en general F16). › Lucha contra la cavitación, los torbellinos, el ruido, las vibraciones o fenómenos análogos (silenciadores de flujo de gas, para máquinas o motores en general F01N ); Equilibrado (control del embalamiento F04D 27/02).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2371037_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere de forma general a un sistema de equilibrado de rotor de turbomáquina, así como a un módulo de turbomáquina que comprende por lo menos un sistema de equilibrado como tal. Un sistema de equilibrado como tal es conocido, por ejemplo, a partir del documento EP 1 380 722. La invención concierne igualmente a una turbomáquina equipada de por lo menos un módulo como tal, tomando la turbomáquina, con preferencia, la forma de un turborreactor para aeronave. Estado de la técnica anterior En los módulos de turbomáquina existentes, tales como compresores o turbinas, está previsto habitualmente un sistema de equilibrado del rotor que comprende una brida anular de equilibrado sobre la cual se montan unas masas de equilibrado, con la ayuda de pernos alojados en unas aberturas pasantes de la brida anular. Así, las masas pueden repartirse alrededor de la brida en la forma deseada, asegurando un buen equilibrado del módulo de turbomáquina asociado. Por este hecho, este tipo de sistema de equilibrado del rotor es calificado, generalmente, de modular. Más precisamente, la brida anular de equilibrado comprende habitualmente un alma anular delimitada radialmente, en un primer sentido, por una zona de unión a partir de la cual se extiende radialmente, en este primer sentido, una pluralidad de aberturas pasantes, hacia una extremidad radial libre de la brida, presentando cada abertura pasante una cima radial, según un segundo sentido opuesto al primer sentido, perteneciente a dicha zona de unión. De forma general, el primer sentido es el que va radialmente hacia el interior, y el segundo sentido opuesto es el que va radialmente hacia el exterior. Además, el sistema comprende, por lo tanto, una pluralidad de masas de equilibrado montadas fijamente sobre la brida anular de equilibrado por medio de, por lo menos, un conjunto tornillo / tuerca que atraviesa una de las aberturas, estando la cabeza del tornillo apoyada contra una primera cara de la brida anular de equilibrado y estando la masa de equilibrado apoyada contra una segunda cara de la brida anular de equilibrado, opuesta a la primera cara. Más precisamente, cada masa de equilibrado está montada sobre la brida por medio de dos conjuntos tornillo / tuerca, cuya cabeza de cada uno de éstos atraviesa su abertura asociada, dimensionada en consecuencia. Con este fin, para asegurar la retención de la masa de equilibrado con respecto a la brida, en la dirección tangencial y, más específicamente, en los dos sentidos de ésta, la abertura pasante está dimensionada habitualmente de forma que cada tornillo esté sensiblemente apoyado a uno y otro lado contra, respectivamente, un primer y un segundo flanco de extremidad tangencial de esta abertura. En otros términos, la anchura de la abertura según la dirección tangencial es sensiblemente idéntica al diámetro del tornillo asociado. Por otra parte, durante estudios realizados en el marco de la determinación de los esfuerzos sufridos por la brida de equilibrado, se ha remarcado que los esfuerzos tangenciales más grandes estaban localizados a la altura de la cima radial de cada abertura pasante, por lo tanto, sobre y en la proximidad de la zona de unión citada anteriormente. A título indicativo, se precisa que los esfuerzos tangenciales están ligados esencialmente a los efectos centrífugo y térmico. Sin embargo, la realización de la retención tangencial de la masa de equilibrado expuesta anteriormente, a saber, por doble apoyo de cada tornillo contra, respectivamente, los dos flancos de extremidad tangencial de la abertura, no permite ofrecer una gran libertad en la concepción de la porción de extremidad radial de la abertura, que queda, por lo tanto, sometida a grandes esfuerzos tangenciales. Así, constituyendo la porción de extremidad radial y, más particularmente, su cima radial, una zona de alta concentración de tensiones, la vida útil de la brida de equilibrado llega a ser demasiado escasa, y los riesgos de deterioro de esta brida resultan muy importantes. Exposición de la invención Por lo tanto, la invención tiene como objetivo proponer un sistema de equilibrado de rotor de turbomáquina así como un módulo de turbomáquina que resuelven los inconvenientes mencionados anteriormente, relativos a las realizaciones de la técnica anterior. Para lograrlo, la invención tiene como objeto, en primer lugar, un sistema de equilibrado de rotor de turbomáquina que comprende una brida de equilibrado provista de una pluralidad de aberturas pasantes, comprendiendo el sistema, además, una pluralidad de masas de equilibrado montadas, cada una, fijamente sobre la brida de equilibrado por medio de un primer y de un segundo conjunto tornillo / tuerca que disponen, respectivamente, de un primer tornillo y de un segundo tornillo que atraviesan, respectivamente, una primera y una segunda aberturas 2   directamente consecutivas, presentando cada una de las aberturas un primer y un segundo flancos de extremidad tangencial situados a uno y otro lado del tornillo del conjunto tornillo / tuerca asociado, estando el segundo flanco de extremidad tangencial, desplazado tangencialmente del primer flanco de extremidad tangencial en un primer sentido, y estando desplazada tangencialmente la primera abertura pasante de la segunda abertura pasante en un segundo sentido opuesto al primer sentido. Según la invención, el primer tornillo apoya contra el primer flanco de extremidad tangencial de la primera abertura pasante y a una distancia del segundo flanco de extremidad tangencial, y el segundo tornillo apoya contra el segundo flanco de extremidad tangencial de la segunda abertura pasante y a una distancia del primer flanco de extremidad tangencial. En consecuencia, la invención propone una manera original de obtener la retención de las masas de equilibrado sobre la brida de equilibrado, en los dos sentidos de la dirección tangencial. En efecto, el apoyo del primer tornillo contra el primer flanco de extremidad tangencial de la primera abertura pasante permite generar un bloqueo de la masa de equilibrado en el segundo sentido de la dirección tangencial con respecto a la brida, mientras que el apoyo del segundo tornillo contra el segundo flanco de extremidad tangencial de la segunda abertura pasante permite generar un bloqueo de la masa de equilibrado en el primer sentido de la dirección tangencial con respecto a esta misma brida. Como consecuencia, la fijación tangencial de cada masa está asegurada ventajosamente sin que sea necesario prever aberturas pasantes de anchura tangencial sensiblemente igual al diámetro del tornillo asociado. Esto permite, por consiguiente, disponer aún más de libertad en la concepción de la porción de extremidad radial de las aberturas pasantes, ofreciendo así la posibilidad de elegir la forma más adaptada posible para minimizar al máximo la concentración de esfuerzos tangenciales que se aplican sobre dicha porción de extremidad radial. Así, con la presente invención, en la cual cada tornillo dispone, por lo tanto, de un diámetro inferior a la anchura tangencial de la abertura que éste atraviesa, se hace posible ventajosamente adoptar una forma de abertura que asegura una vida útil mayor de las bridas de equilibrado, e igualmente una disminución de los riesgos de deterioro de las mismas. Con preferencia, en la sección transversal de la brida que pasa por las aberturas pasantes, para cada una de estas aberturas pasantes, una distancia máxima D según la dirección tangencial entre los dos flancos de extremidad tangencial es superior a una anchura máxima d de dicho tornillo según esta misma dirección tangencial, de manera tal que la relación D / d está comprendida entre 1,2 y 2, y, con preferencia, sensiblemente igual a 1,5. Por otra parte, se puede prever que, en la sección transversal de la brida que pasa por las aberturas pasantes, cada una de estas aberturas pasantes presente un eje de simetría que se extienda radialmente, y que un eje de tornillo del tornillo que atraviesa esta abertura esté desplazado tangencialmente del eje de simetría. Preferentemente, en la sección transversal de la brida que pasa por las aberturas pasantes, cada una de las aberturas pasantes presenta una porción de extremidad radial constituida por un arco de círculo de radio R1, a uno y otro lado del cual se encuentran, respectivamente, dos arcos de círculo de radio R2 inferior al radio R1. En efecto, se ha constatado que esta forma particular, suave y evolutiva, posible gracias al agrandamiento de la anchura tangencial de la abertura, permitía reducir el defecto de forma hallado anteriormente a la altura de la porción de extremidad radial de la abertura y, por lo tanto, minimizar las concentraciones de esfuerzos en el fondo de esta abertura. Con preferencia, el radio R2 es sensiblemente idéntico al radio del tornillo que atraviesa la abertura asociada.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de equilibrado de rotor de turbomáquina (61) que comprende una brida de equilibrado (52) provista de una pluralidad de aberturas pasantes (78), comprendiendo dicho sistema, además, una pluralidad de masas de equilibrado (54) montadas, cada una, fijamente sobre dicha brida de equilibrado (52) por medio de un primer y de un segundo conjunto tornillo / tuerca (56a, 56b) que disponen, respectivamente, de un primer tornillo (84) y de un segundo tornillo (84) que atraviesan, respectivamente, una primera y una segunda aberturas (78, 78) directamente consecutivas, presentando cada una de dichas aberturas (78, 78) un primer (116) y un segundo (118) flancos de extremidad tangencial situados a uno y otro lado del tornillo de dicho conjunto tornillo / tuerca asociado, estando dicho segundo flanco de extremidad tangencial (118) desplazado tangencialmente del primer flanco de extremidad tangencial (116) en un primer sentido, y estando desplazada tangencialmente dicha primera abertura pasante de dicha segunda abertura pasante en un segundo sentido (106) opuesto al primer sentido, caracterizado porque dicho primer tornillo (84) apoya contra dicho primer flanco de extremidad tangencial (116) de dicha primera abertura pasante (78) y a una distancia de dicho segundo flanco de extremidad tangencial (118), y porque dicho segundo tornillo (84) apoya contra dicho segundo flanco de extremidad tangencial (118) de dicha segunda abertura pasante (78) y a una distancia de dicho primer flanco de extremidad tangencial (116). 2. Sistema de equilibrado (61) según la reivindicación 1, caracterizado porque, en la sección transversal de la brida que pasa por dichas aberturas pasantes (78), para cada una de dichas aberturas pasantes (78), una distancia máxima (D) según la dirección tangencial (102) entre los dos flancos de extremidad tangencial (116, 118) es superior a una anchura máxima (d) de dicho tornillo (84) según esta misma dirección tangencial, de manera tal que la relación D / d está comprendida entre 1,2 y 2. 3. Sistema de equilibrado (61) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque, en la sección transversal de la brida que pasa por dichas aberturas pasantes (78), cada una de dichas aberturas pasantes (78) presenta un eje de simetría (114) que se extiende radialmente, y porque un eje de tornillo (120) de dicho tornillo (84) que atraviesa dicha abertura (78) está desplazado tangencialmente de dicho eje de simetría (114). 4. Sistema de equilibrado (61) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, en la sección transversal de la brida que pasa por dichas aberturas pasantes (78), cada una de dichas aberturas pasantes (78) presenta una porción de extremidad radial (108) constituida por un arco de círculo (110) de radio (R1), a uno y otro lado del cual se encuentran, respectivamente, dos arcos de círculo (112, 112) de radio (R2) inferior al radio (R1). 5. Sistema de equilibrado (61) según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho radio (R2) es sensiblemente idéntico al radio de dicho tornillo (84) que atraviesa dicha abertura (78). 6. Sistema de equilibrado (61) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada abertura pasante (78) toma la forma de un festón o de un agujero. 7. Disco de rotor de turbomáquina que comprende un sistema de equilibrado (61), según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, siendo llevada dicha brida de equilibrado (52) por un cubo de dicho disco. 8. Módulo (1) de turbomáquina caracterizado porque comprende por lo menos un sistema de equilibrado (61) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6. 9. Módulo (1) de turbomáquina según la reivindicación 8, caracterizado porque éste es una turbina o un compresor de turbomáquina. 10. Turbomáquina que comprende por lo menos un módulo (1) según la reivindicación 8 o la reivindicación 9. 9     11   12   13   14

 

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