Disposición de telemetría para la transferencia de datos desde un componente rotatorio.

Disposición de telemetría para la transferencia de datos desde un componente rotatorio,

por ejemplo un rotor de una turbina de gas, que comprende un rotor de telemetría (13) montado de forma giratoria bilateralmente sobre cojinetes (11,12) dentro de una carcasa de telemetría (10) y acoplado al componente (3) rotatorio, con un canal de cables (24) central, una electrónica de telemetría (7) acoplada al rotor de telemetría (13) y conectada a una antena de emisión (8), cables de sensor (6) que se extienden dentro del canal de cables (24) y que están conectados a la electrónica de telemetría (7) y a sensores (5) montados en el componente (3) rotatorio, así como una antena de recepción (9) estacionaria, caracterizada porque el rotor de telemetría (13) comprende una pieza de rotor delantera y trasera (13b,13a) que están juntadas una a otra a través de una unión por vástago hueco y cono (13c) formando un espacio hueco (22), que aloja la electrónica de telemetría (7), y una brida de fijación (23) para la antena de emisión (8), encontrándose el punto de gravedad de masa del rotor de telemetría (13) entre los dos cojinetes (11,12), y porque el canal de cables (24) central está formado por un manguito de guía de cable (15) que está fijado de forma recambiable dentro del rotor de telemetría (13) y que presenta un diámetro interior adaptado para el caso de aplicación correspondiente respectivamente al número de cables de sensor (6) que pasan por el mismo.

Disposición de telemetría para la transferencia de datos desde un componente rotatorio

Descripción

La invención se refiere a una disposición de telemetría para la transferencia de datos desde un componente rotatorio, por ejemplo un rotor de una turbina de gas, que comprende un rotor de telemetría montado de forma giratoria bilateralmente sobre cojinetes dentro de una carcasa de telemetría y acoplado al componente rotatorio, con un canal de cables central, una electrónica de telemetría acoplada al rotor de telemetría y conectada a una antena de emisión, cables de sensor que se extienden dentro del canal de cables y que están conectados a la electrónica de telemetría y a sensores montados en el componente rotatorio, así como una antena de recepción estacionaria.

Los sistemas de telemetría del tipo mencionado al principio se usan por ejemplo para examinar rotores de compresor o de turbina (objeto de experimento) dispuestos en un banco de ensayo para registrar vibraciones, tensiones, temperaturas, presiones u otros datos de medición que aparezcan en función de la respectiva velocidad de rotación. Se pueden examinar rotores individuales, pero también mecanismos de propulsión completos. Las disposiciones de telemetría conocidas empleadas para este fin resultan desventajosas por una parte porque debido a una distribución no homogénea de la carga de los componentes de telemetría rotatorios se producen sobrecargas en los cojinetes que finalmente pueden conducir a una reducción de la duración útil del sistema de telemetría. Una influencia esencial en la solicitación por desequilibrio del sistema de telemetría la tienen los cables de sensor tendidos en el rotor de telemetría que conectan los sensores a la electrónica de telemetría y cuyo número puede variar además en función del rotor que ha de ser examinado.

La solicitación por desequilibrio causada por el cable de sensor puede ser tan grande que el sistema de telemetría no se pueda hacer funcionar en el intervalo de números de revoluciones necesario para examinar el rotor. Una elevada solicitación de los cojinetes y el aire que por el sistema de telemetría se hace rotar y se comprime causan además un aumento de temperatura que repercute por una parte de manera desventajosa en el funcionamiento de los cojinetes del rotor de telemetría pudiendo conducir incluso a la destrucción de estos y, por otra parte, puede tener como consecuencia un fallo de la electrónica del sistema de telemetría, basada en semiconductores.

Una disposición de telemetría de este tipo se dio a conocer por la patente US2002/118120.

La invención tiene el objetivo de proporcionar una disposición de telemetría para la transferencia de datos desde componentes rotatorios, por ejemplo desde rotores de una turbina a gas que rotan a alta velocidad en un banco de ensayo y que están realizados de forma compacta y presentan un reducido peso y que -incluso en caso de examinar rotores realizados de maneras distintas con los números de revoluciones máximos necesarios -garanticen una producción minimizada de ruido y una alta seguridad de funcionamiento del soporte del rotor de telemetría y de la electrónica de telemetría conectada a este así como una larga duración útil del sistema de telemetría.

Según la invención, el objetivo se consigue con una disposición de telemetría realizada según las características de la reivindicación 1.

Algunas variantes ventajosas y formas de realización convenientes de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

La idea básica de la invención consiste en que el rotor de telemetría comprende una pieza de rotor delantera y una pieza de rotor trasera que están unidas una a otra de forma separable a través de una unión de vástago hueco y cono y que entre los dos cojinetes del rotor de telemetría alojan tanto la electrónica de telemetría como la antena de emisión, de tal forma que el centro de gravedad de masa se encuentra aproximadamente de forma centrada entre los dos cojinetes. La unión por vástago hueco y cono de realiza bajo la formación de un espacio hueco que aloja la electrónica de telemetría y de una brida de fijación para la antena de emisión. El canal de cables que se extiende de forma centrada dentro del rotor de telemetría está formado por un manguito de guía de cables que se puede montar de forma recambiable en el rotor de telemetría, con un diámetro interior adaptado al caso de aplicación correspondiente, es decir al número correspondiente de cables de sensor dispuestos dentro del canal de cables. El rotor de telemetría realizado de esta manera presenta además de un reducido peso y un modo de construcción 55 compacto un comportamiento de equilibrado óptimo, de modo que quedan garantizados su funcionamiento a elevados números de revoluciones y una larga duración útil. La unión por vástago hueco y cono de las dos piezas de rotor también resulta ventajosa con respecto a la duración útil y el comportamiento de equilibrado, porque esta unión sin juego se puede separar y volver a juntarse de forma múltiple y de manera sencilla -a saber, sustancialmente sin desgaste. Los dos componentes se cierran automáticamente sin pérdida de ajuste al rotar durante el funcionamiento. La realización dividida del rotor de telemetría, unida mediante una unión a presión por cono hueco, permite por tanto un montaje y desmontaje fáciles de la electrónica de telemetría.

En otra forma de realización de la invención, el rotor de telemetría está montado en un cojinete fijo y un cojinete flotante dentro de la carcasa de telemetría que lo envuelve, para compensar de esta manera la diferente dilatación 65 térmica de los componentes estáticos y rotatorios de la disposición de telemetría y de esta manera minimizar la solicitación de los cojinetes y finalmente alargar su duración útil.

En una variante ventajosa de la invención, la electrónica de telemetría y la antena de emisión están unidas por medio de conectores dentro del rotor de telemetría para seguir simplificando el montaje y el desmontaje.

En una forma de realización conveniente de la invención, en el rotor de telemetría están realizados taladros de equilibrado provistos de una sección roscada para montar pesos de equilibrado. A los taladros de equilibrado conformados frontalmente en la pieza de rotor delantera están asignadas en la zona de la carcasa de telemetría, opuesta a estos, aberturas que se cierran con un cierre para montar los pesos de equilibrado. De esta manera, se pueden compensar fácilmente posibles equilibrios que puedan quedar.

Según otra característica de la invención, también la carcasa de telemetría está realizada en dos piezas y comprende una pieza de carcasa delantera y una pieza de carcasa trasera que están juntadas una a otra de forma separable por medio de una unión por vástago hueco y cono. También esta característica garantiza en caso de una adaptación del rotor de telemetría necesaria al caso de aplicación correspondiente un recambio rápido y fácil de la electrónica de telemetría o del manguito de guía de cable montado de forma recambiable para ensanchar o estrechar el canal de cables dentro del rotor de telemetría.

Según otra característica de la invención, en los lados frontales de la carcasa de telemetría de la carcasa de telemetría que alojan el cojinete fijo y el cojinete flotante están realizados canales de suministro de aire para suministrar aire refrigerante a los cojinetes y al espacio existente entre la carcasa de telemetría y el rotor de telemetría para la evacuación de calor a través de orificios de salida de aire previstos en la carcasa de telemetría. De esta manera, se contrarrestan fallos funcionales de los cojinetes y de la electrónica de telemetría a causa de temperaturas demasiado altas y se aumenta su duración útil.

Un ejemplo de realización de la invención se describe en detalle con la ayuda del dibujo, en cuya única figura está representada en una semisección una disposición de telemetría para el procesamiento y la transferencia de los datos de medición registrados en un rotor dispuesto en un banco de ensayo.

En el dibujo está representado esquemáticamente un objeto de experimento -representado con líneas discontinuas es decir, un componente 3 rotatorio (por ejemplo un rotor para el compresor de un motor de vuelo) montado de forma giratoria sobre cojinetes 1 dentro de una carcasa 1. En las palas de rotor 4 dispuestas en el sentido periférico en el componente 3 rotatorio están dispuestos una multiplicidad de sensores 5 para medir vibraciones, tensiones, temperaturas, presiones y similares para poder obtener según la respectiva solicitación del componente 3 rotatorio... [Seguir leyendo]

1. Disposición de telemetría para la transferencia de datos desde un componente rotatorio, por ejemplo un rotor de una turbina de gas, que comprende un rotor de telemetría (13) montado de forma giratoria bilateralmente sobre 5 cojinetes (11, 12) dentro de una carcasa de telemetría (10) y acoplado al componente (3) rotatorio, con un canal de cables (24) central, una electrónica de telemetría (7) acoplada al rotor de telemetría (13) y conectada a una antena de emisión (8) , cables de sensor (6) que se extienden dentro del canal de cables (24) y que están conectados a la electrónica de telemetría (7) y a sensores (5) montados en el componente (3) rotatorio, así como una antena de recepción (9) estacionaria, caracterizada porque el rotor de telemetría (13) comprende una pieza de rotor delantera 10 y trasera (13b, 13a) que están juntadas una a otra a través de una unión por vástago hueco y cono (13c) formando un espacio hueco (22) , que aloja la electrónica de telemetría (7) , y una brida de fijación (23) para la antena de emisión (8) , encontrándose el punto de gravedad de masa del rotor de telemetría (13) entre los dos cojinetes (11, 12) , y porque el canal de cables (24) central está formado por un manguito de guía de cable (15) que está fijado de forma recambiable dentro del rotor de telemetría (13) y que presenta un diámetro interior adaptado para el caso de aplicación correspondiente respectivamente al número de cables de sensor (6) que pasan por el mismo.

2. Disposición de telemetría según la reivindicación 1, caracterizada porque el rotor de telemetría (13) está montado en un cojinete fijo (11) y un cojinete flotante (12) dentro de la carcasa de telemetría (10) que lo envuelve.

3. Disposición de telemetría según la reivindicación 1, caracterizada porque la electrónica de telemetría (7) y la antena de emisión (8) están conectadas al rotor de telemetría (13) a través de conectores (16) .

4. Disposición de telemetría según la reivindicación 1, caracterizada porque en el rotor de telemetría (13) están realizados taladros de equilibrado (19) provistos de una sección roscada (19a) para montar pesos de equilibrado. 25

5. Disposición de telemetría según la reivindicación 4, caracterizada porque a los taladros de equilibrado (19) conformados frontalmente en la pieza de rotor delantera (13b) están asignadas en la zona opuesta a estos de la carcasa de telemetría (10) aberturas (18) que se pueden cerrar con un cierre (17) para suministrar los pesos de equilibrado.

6. Disposición de telemetría según la reivindicación 1, caracterizada porque la carcasa de telemetría (10) está realizada en dos piezas y comprende una pieza de carcasa delantera y trasera (10b, 10a) que están juntadas una a otra de forma separable por medio de una unión de vástago hueco y cono (10c) .

7. Disposición de telemetría según la reivindicación 1, caracterizada porque en los lados frontales de la carcasa de telemetría (10) que alojan el cojinete fijo (11) y el cojinete flotante (12) están realizados canales de suministro de aire (20) para suministrar aire refrigerante a los cojinetes y al espacio existente entre la carcasa de telemetría (10) y el rotor de telemetría (13) para la evacuación a través de aberturas de salida de aire (21) previstas en la carcasa de telemetría (10) .

8. Disposición de telemetría según la reivindicación 1, caracterizada porque la pieza de rotor trasera (13a) comprende una sección tubular (13a") que está apoyada en el cojinete fijo (11) y en cuya superficie se puede montar el manguito de guía de cable (15) correspondiente y desde cuya superficie exterior parte la brida de fijación (23) con un tramo de unión (13a') de sección transversal cónica que sobresale del borde de esta, y porque la pieza de rotor 45 delantera (13b) comprende una sección de tubo (13b") que a través de una brida de cojinete (25) conformada en el borde delantero de esta está apoyada en el cojinete flotante (12) y que en su borde trasero orientado hacia la pieza de unión (13a') cónica presenta una sección de unión (13b') cónica para establecer la unión por vástago hueco y cono (13c) , estando alojada la electrónica de telemetría (7) en el espacio hueco (22) abierto hacia delante y formado entre la sección tubular (13a") y la sección de tubo (13b") .