Medidor combinado para medir los álabes de un rotor, formado por un soporte (9),

en el cual va incorporado un emisor (11) que proyecta un haz de luz (12) hacia una cámara receptora (13) situada en una posición enfrentada sobre el mismo soporte (9), estando dispuesto en la zona central entre el emisor (11) y la cámara receptora (13) otro emisor (14) que proyecta un rayo de luz (15) hacia el frente del soporte (9) y al lado de este emisor (14) una cámara receptora (16) también orientada hacia el frente, de manera que mediante el haz de luz (12) y el rayo de luz (15) se pueden realizar a la vez una medición tangencial y una medición frontal respecto de las puntas de los álabes (1) de un rotor (2) giratorio.

Medidor combinado para medir los álabes de un rotor.

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con el mantenimiento de los motores de turbinas de gas, proponiendo un medidor que permite realizar simultáneamente una medida tangencial y una medida frontal sobre las puntas de los álabes de un rotor, para obtener con precisión la dimensión de los mismos.

Estado de la técnica

Para mejorar la eficacia de una turbina o motor, es necesario controlar los parámetros que pueden dar lugar a pérdidas en el funcionamiento, siendo en ese sentido la distancia entre la pared interior del estator y el extremo de los álabes del rotor, uno de los principales factores que influyen en la eficacia del funcionamiento.

Por ello, es necesario determinar una dimensión precisa de los álabes en la fase de fabricación de los rotores y llevar a cabo un adecuado mantenimiento posterior para sustituir los álabes cuando están gastados, requiriendo ambas operaciones una medición exacta de la punta de los álabes.

Se conocen para ello sistemas de medición frontal, como el que describe la Patente DE 2448219, que emplea un emisor de rayos de luz, el cual emite un rayo de luz que incide sobre la punta de los álabes del rotor que se mide, mientras éste gira, produciéndose sobre cada álabe una reflexión del rayo de luz, la cual mediante un análisis electrónico permite determinar la dimensión del álabe correspondiente.

Este sistema tiene el inconveniente de la necesidad de combinar la velocidad de adquisición de datos y la velocidad del rayo de luz para reconstruir el perfil de los álabes al paso de los mismos frente al rayo de luz; y que la geometría de la punta de los álabes afecta a la precisión de la medición; siendo la precisión afectada además por la reflectividad del material, que puede variar por causas como suciedad, oxidación, rugosidad, tratamientos, etc., exigiendo ajustes de la intensidad del rayo de luz para poder realizar mediciones precisas.

Se conocen también sistemas de medición tangencial, como los de las Patentes US 4566225, ES 2253692 y ES 2320835, las dos últimas de la misma titular que la presente invención, disponiendo estos sistemas la emisión de un haz de luz tangencialmente respecto del rotor que se mide, en relación con la punta de los álabes del mismo, de manera que detectando con un elemento receptor la anchura del haz de luz que es interrumpida por cada álabe, se determina la longitud de los mismos.

Estos sistemas tienen por su parte problemas para detectar la punta de todos los álabes cuando éstos son de diferentes longitudes, ya que los álabes largos hacen sombra a los álabes cortos consecutivos, impidiendo la medición de estos últimos, problema que se acentúa en el mantenimiento de rotores con álabes gastados desigualmente, en donde se requiere conocer la medida de cada uno de los álabes, para cambiar los que sea necesario.

Objeto de la invención

De acuerdo con la invención se propone un medidor que permite realizar simultáneamente una medición tangencial y una medición frontal sobre los álabes de rotores mientras el rotor que se mide gira, combinando las cualidades de ambos sistemas para obtener mediciones exactas y completas.

Este medidor objeto de la invención comprende un dispositivo formado por un primer elemento emisor de un haz de luz y una cámara detectora del haz de luz, estando colocados dicho elemento emisor y dicha cámara enfrentados entre sí en un soporte dispuesto de modo que el elemento emisor proyecta un haz de luz hacia la cámara detectora, para hacer coincidir tangencialmente con dicho haz de luz las puntas de los álabes de un rotor que se trata de medir, mientras que en la zona central del soporte va dispuesto otro emisor que proyecta un rayo de luz en dirección perpendicular hacia el rotor a medir.

Se obtiene así un medidor que, mediante el haz de luz que proyecta el primer elemento emisor hacia la cámara detectora, realiza una medición tangencial de las puntas de los álabes del rotor que se mide; mientras que, mediante el rayo de luz que proyecta el segundo elemento emisor hacia el rotor, realiza una medición frontal de las puntas de los álabes del rotor.

De este modo, con el mismo medidor se obtienen dos medidas complementarias, una tangencial y otra frontal, sobre las puntas de los álabes del rotor que se mide, de manera que mediante un procesado comparativo de ambas medidas, se logra un resultado efectivo y exacto de la medida de cada uno de los álabes del rotor, ya que la medición tangencial evita los problemas de la medición frontal y la medición frontal evita los problemas de la medición tangencial.

Por todo ello, dicho medidor objeto de la invención resulta de unas características muy ventajosas para la medición de los álabes de rotores a la que está destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de los dispositivos convencionales que se utilizan para la misma función.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra esquemáticamente un medidor de álabes convencional de medición tangencial.

La figura 2 muestra esquemáticamente un medidor de álabes convencional de medición frontal.

La figura 3 muestra en perspectiva un ejemplo de un medidor de álabes según el objeto de la invención.

La figura 4 es una vista lateral del medidor de álabes de la figura anterior.

Descripción detallada de la invención

El objeto de la invención se refiere a un medidor de los álabes (1) de rotores (2) de motores de turbinas de gas, con una realización que aprovecha las ventajas funcionales de los medidores de álabes de medición tangencial, como el de la figura 1, y de los medidores de álabes de medición frontal, como el de la figura 2.

Los medidores de álabes de medición tangencial (figura 1), constan de un soporte (3) en forma de arco, incorporando en uno de los extremos del mismo un emisor (4) de un haz de luz (5) y en el otro extremo una cámara (6) detectora del haz de luz (5), de modo que para medir los álabes (1) de un rotor (2), con un medidor de este tipo, se coloca el medidor perpendicularmente respecto del rotor (2), con la proyección del haz de luz (5) pasando tangencialmente respecto de la periferia que determinan las puntas de los álabes (1).

De esta forma, al girar el rotor (2) las puntas de los álabes (1) interfieren parcialmente en el haz de luz (5), de modo que la cámara (6) detectora capta la fracción de dicho haz de luz (5) que no es interrumpida por cada uno de los álabes (1) cuando éstos pasan por el haz de luz (5), permitiendo así calcular la longitud exacta de cada álabe (1). Esta forma operativa tiene el inconveniente de que cuando en el rotor (2) que se mide hay álabes (1) de longitudes sensiblemente diferentes, pueden hacerse sombra unos a otros al pasar por el haz de luz (5), impidiendo la medición de los álabes (1) de menor longitud.

Los medidores de álabes de medición frontal (figura 2), constan de un emisor (7) que proyecta un rayo de luz (8) perpendicularmente hacia el rotor (2) que se mide, de manera que el rayo de luz (8) incide frontalmente sobre la punta de cada uno de los álabes (1) cuando éstos pasan por la posición enfrentada a dicho rayo de luz (8) al girar el rotor (2).

De este modo, el rayo de luz (8) se refleja en la punta de cada uno de los álabes (1), de forma que captándose la reflexión que se produce en cada álabe (1), se puede calcular la longitud exacta de cada uno de ellos. Esta forma operativa tiene el inconveniente de que diversas causas, como oxidación, suciedad, etc., de la punta de los álabes (1), pueden dificultar la reflexión del rayo de luz (8) y, en consecuencia, falsear las medidas que se obtienen de los álabes (1).

El medidor objeto de la invención (figuras 3 y 4), comprende un soporte (9) que posee sendas partes prominentes (10) hacia el frente en los extremos, incorporando en una de dichas partes propinen (10) un emisor (11), que proyecta un haz de luz (12) hacia una cámara receptora (13) dispuesta en la otra parte prominente (10).

En la zona central entre el emisor (11) y la cámara receptora (13), va dispuesto además en el soporte (9) un emisor (14), que proyecta un rayo de luz (15) perpendicularmente hacia el frente del mencionado soporte (9), yendo además, al lado de dicho emisor (14), una cámara receptora (16) también orientada hacia el frente.

1. Medidor combinado para medir los álabes de un rotor, comprendiendo un soporte (9) en el que van incorporados medios de proyección de luz, para determinar la medida de los álabes (1) de un rotor (2) mientras éste gira, caracterizado porque en el soporte (9) va dispuesto un emisor (11) que proyecta un haz de luz (12) hacia una cámara receptora (13) situada en una posición enfrentada respecto de dicho emisor (11) sobre el mismo soporte (9), mientras que en la zona central entre el mencionado emisor (11) y la mencionada cámara receptora (13), va dispuesto también en el soporte (9) un emisor (14) que proyecta un rayo de luz (15) perpendicularmente hacia el frente de dicho soporte (9), y al lado de dicho emisor (14) una cámara receptora (16) también orientada hacia el frente, permitiendo realizar mediante el haz de luz (12) una medición tangencial y mediante el rayo de luz (15) una medición frontal, respecto de las puntas de los álabes (1) de un rotor (2) giratorio, en una sola operación de medida.

2. Medidor combinado para medir los álabes de un rotor, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque en el interior del soporte (9) va incluido un equipo electrónico, en el cual se combinan las señales de medición procedentes de las cámaras receptoras (13 y 16).