Junta hidraúlica giratoria con sonda de desplazamiento montada en la línea central, sistema para medir el desplazamiento del sistema de regulación del ventilador axial de paso variable y método del mismo.

Una junta hidráulica giratoria (24) para uso en un ventilador de flujo axial,

que comprende:

una carcasa (54);

un elemento interior (56) acoplado de manera giratoria a la carcasa, incluyendo el elemento interior un orificio longitudinal (68); y

una sonda central (62), una parte de la sonda central dispuesta en el orificio longitudinal, en donde el orificio longitudinal está alineado a lo largo de un eje central de la junta hidraúlica giratoria, en donde la sonda central está configurada para detectar una posición axial de un elemento de pistón (30) dispuesto alrededor de una parte del extremo distal de la sonda central mediante detección inductiva, caracterizada por que la sonda central está fijada a la carcasa de tal manera que el pistón puede moverse axialmente con relación a la parte del extremo distal de la sonda central.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2013/055110.

Solicitante: Howden Axial Fans ApS.

Inventor/es: SIMONSEN,Jan.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F04D27/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.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). › Control, p. ej. regulación de las bombas, instalaciones o sistemas de bombeo especialmente adaptadas para fluídos compresibles.
  • F04D29/32 F04D […] › F04D 29/00 Partes constitutivas, detalles o accesorios (elementos de máquinas en general F16). › para bombas de flujo axial.
  • F04D29/36 F04D 29/00 […] › regulable.
  • F16L27/12 F […] › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16L TUBERIAS O TUBOS; EMPALMES U OTROS ACCESORIOS PARA TUBERIAS; SOPORTES PARA TUBOS, CABLES O CONDUCTOS PROTECTORES; MEDIOS DE AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16L 27/00 Empalmes regulables; Empalmes que permiten un desplazamiento de las partes empalmadas (del tipo de acción rápida F16L 37/50; para tubos de doble pared o canales múltiples o para montajes de tubos F16L 39/04; uniones articuladas en tuberías flexibles utilizadas para limpiar por chorro de líquido los orificios de perforación E21B 21/02). › permitiendo un reglaje o desplazamiento sensiblemente longitudinal (por el empleo de un roscado F16L 15/02).
  • G01D5/20 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01D MEDIDAS NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; DISPOSICIONES PARA LA MEDIDA DE DOS O MAS VARIABLES NO CUBIERTAS POR OTRA UNICA SUBCLASE; APARATOS CONTADORES DE TARIFA; DISPOSICIONES PARA TRANSFERENCIA O TRANSDUCTORES NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; MEDIDAS O ENSAYOS NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR.G01D 5/00 Medios mecánicos para la transferencia de la magnitud de salida de un elemento sensor; Medios para la conversión de la magnitud de salida de un elemento sensor en otra variable, en los que la forma o naturaleza del elemento sensor no determinan los medios de conversión; Transductores no especialmente adaptados a una variable específica (G01D 3/00 tiene prioridad; especialmente adaptados para aparatos que dan resultados distintos al valor instantáneo de una variable G01D 1/00). › mediante la variación de la inductancia, p. ej. mediante una armadura móvil.

PDF original: ES-2723796_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

DESCRPCIÓN

Junta hidraúlica giratoria con sonda de desplazamiento montada en la línea central, sistema para medir el desplazamiento del sistema de regulación del ventilador axial de paso variable y método del mismo

Campo de la invención

Las realizaciones de la invención se refieren generalmente a ventiladores axiales de paso variable, y más particularmente a una junta hidraúlica giratoria que incluye una sonda de desplazamiento montada en la línea central para medir el desplazamiento del sistema de regulación para rotores de ventilador axial de paso variable.

Discusión de la técnica relacionada

Se sabe que los ventiladores de flujo axial incluyen disposiciones que permiten el ajuste externo del paso de álabes individuales del ventilador. Dichos ventiladores de "paso variable" facilitan el control del flujo de aire o el flujo de gas a través del ventilador, lo que permite a los diseñadores del sistema cumplir con una amplia variedad de requisitos operativos y minimizar las pérdidas atribuibles a los ventiladores no ajustables.

Los ventiladores de paso variable típicamente incluyen disposiciones en las que los álabes individuales del ventilador se acoplan a un cubo giratorio a través de un conjunto de pivote. El ajuste del paso del álabe puede efectuarse mediante un mecanismo de accionamiento hidráulico que gira con el cubo y los álabes. Al menos una parte del mecanismo de accionamiento hidráulico también puede moverse longitudinalmente dentro del cuerpo del ventilador. Una parte distal del mecanismo de accionamiento está acoplada al conjunto de pivote, que convierte el desplazamiento axial del mecanismo de accionamiento en un movimiento giratorio de los álabes individuales.

Como es conocido, el paso de los álabes de un ventilador de flujo axial corresponde a una posición específica del mecanismo de accionamiento hidráulico. Típicamente esta posición se mide externa al conjunto del ventilador utilizando un indicador de posición mecánico. Tal sistema es conocido, por ejemplo, por el documento JPH 05202896 A.

El método habitual para medir este desplazamiento es colocar monitores externos al rotor y medir el desplazamiento en relación con un estator (que es un componente estático) . Tales monitores de posición montados externamente sufren problemas que incluyen una histéresis mecánica alta, que hace que el sistema mecánico sea inestable. Esto se debe al sistema complejo de acoplamiento mecánico utilizado. Como resultado, estos sistemas requieren un mantenimiento sustancial para asegurar un funcionamiento adecuado a largo plazo. Por el documento WO 2011072381 A1 se conoce una junta hidraúlica giratoria según el preámbulo de la reivindicación 1.

En vista de lo anterior, se necesita un sistema mejorado para proporcionar una determinación precisa y control del paso de los álabes del ventilador durante el funcionamiento. Dicho sistema debería permitir el funcionamiento a largo plazo con mínimos ajustes y reparaciónes.

Compendio de la escripción

Es un objeto de la presente invención proporcionar una junta hidraúlica giratoria para uso en un ventilador de flujo axial, y un sistema y método para medir el desplazamiento de un sistema de regulación para un ventilador axial de paso variable. Este objeto se puede lograr mediante las características definidas por las reivindicaciones independientes. Otras mejoras están caracterizadas en las reivindicaciones dependientes. En vista de los inconvenientes señalados anteriormente en el estado actual de la técnica, se describe un sistema y un método para monitorizar la posición de la posición de un cilindro hidráulico utilizada para accionar / ajustar el paso del álabe de un ventilador de paso variable para permitir la monitorización de la posición en vuelo de los álabes del ventilador. El sistema y el método incluyen una junta hidraúlica giratoria que incorpora una sonda de desplazamiento montada a lo largo de la línea central de rotación del ventilador. En una realización, la junta hidraúlica giratoria incluye pasos de aceite descentrados para transferir aceite hacia y desde el rotor del ventilador. Una sonda de desplazamiento se monta a través del centro de la junta hidraúlica giratoria. La sonda se extiende a través del aceite hidráulico (es decir, la sonda está sometida al aceite presurizado) en el cilindro hidráulico para medir el desplazamiento axial del rotor del ventilador. Aunque la junta hidraúlica gira con el cilindro hidráulico, la sonda de desplazamiento es estática y está sujeta a una brida de la junta hidraúlica estática. La sonda es recibida en una cavidad de medición formada en el pistón del cilindro hidráulico de manera que el pistón del cilindro hidráulico gira alrededor de la sonda estática. La sonda detecta la posición del cilindro hidráulico y envía una señal a una unidad de monitorización que decodifica la señal y la traduce en una determinación del paso del álabe del ventilador.

Se describe una junta hidraúlica giratoria según la reivindicación 1 para uso en un ventilador de flujo axial.

Se describe un sistema de acuerdo con la reivindicación 7 para medir el desplazamiento de un sistema de regulación para un ventilador axial de paso variable.

Se describe un método de acuerdo con la reivindicación 12 para medir el desplazamiento de un sistema de regulación para un ventilador axial de paso variable.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos ilustran las realizaciones preferidas del método divulgado hasta ahora ideado para la aplicación práctica de sus principios, y en los que:

FIG.1 es una vista isométrica de una parte de cubo ilustrativa de un sistema de ventilador;

FIG.2 es una vista frontal de la parte de cubo de la FIG.1;

FIG.3 es una vista de la sección transversal de la parte de cubo de la FIG. 1, tomada a lo largo de la línea 3-3;

FIG.4 es una vista detallada de una junta hidraúlica giratoria ilustrativa y una disposición de medición de desplazamiento para usar con la parte del cubo de la FIG.1;

FIG.5 es una vista detallada adicional de la junta hidraúlica y la disposición de medición de desplazamiento para uso con el sistema de la FIG.4;

FIG.6 es un esquema de un sistema de control y monitorización para uso con la parte del cubo de la FIG. 1; y

FIG.7 es un flujo lógico ejemplar que ilustra una realización ilustrativa del método descrito.

Descripción de las realizaciones

La FIG.1 es una vista isométrica de una parte de cubo 14 para uso con un sistema de ventilador. Como puede verse, el cubo 14 es generalmente esférico e incluye una pluralidad de aberturas 17 dispuestas alrededor de su perímetro exterior para recibir una pluralidad de álabes de ventilador de paso ajustable 16 y cojinetes de álabe 18.

La FIG. 2 es una vista posterior del cubo 14 mostrado en la FIG.1. Para mayor claridad, el cubo 14 se ilustra con un solo álabe 16. El cubo 14 puede tener una placa frontal 20, a la que está acoplado un cilindro hidráulico 22 y una junta hidraúlica 24. La FIG. 3 muestra la disposición del cubo 14, el álabe del ventilador 16, el cojinete delálabe 18 y la placa frontal del cubo 20. Tal como está dispuesto, el cubo 14 gira en la dirección de la flecha "A" alrededor de un eje C-C. Los álabes del ventilador 16 pueden girar en la dirección de la flecha "B" para habilitar los ajustes de paso como se describe. Aunque se muestra un solo álabe del ventilador 16 y cojinete del álabe 18, se apreciará que la pluralidad de aberturas 17 dispuestas alrededor del cubo 14 están configuradas para recibir unidades adicionales de álabe del ventilador y de cojinete de álabe 16, 18.

El cilindro hidráulico 22 se puede acoplar a la placa frontal 20 del cubo 14 mediante sujetadores 28, y por lo tanto está configurado para girar junto con el cubo 14 en la dirección de la flecha "A". Un pistón hidráulico 3º está dispuesto dentro de una parte interior cilindrica 32 del cilindro hidráulico 22, de modo que el pistón 30 se puede mover axialmente dentro del cilindro a lo largo de la dirección de la flecha "C", que en una realización está a lo largo del eje C-C. Como se apreciará, el movimiento axial del pistón hidráulico 30 dentro del cilindro 22 se puede lograr mediante la aplicación selectiva de la presión de fluido contra el primer o segundo lateral 34, 36 del pistón 30. En una realización, el fluido es aceite, y la presión de fluido se aplica a una primera parte interior 32a para acercar el pistón 30 al cubo 14. Alternativamente, para alejar el pistón 30 del cubo 14, se puede aplicar presión de fluido a una segunda...

 

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