Ступень осевой турбомашины

 

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано для снижения низкочастотной вибрации роторов мощных турбомашин. Цель изобретения - повышение надежности ступени осевой турбомашины за счет уменьшения возмущающих аэродинамических сил, вызывающих низкочастотную вибрацию ротора, для чего сопловые каналы через отверстия в их торцевой стенке сообщены с расположенной на входе в надбандажное уплотнение кольцевой полостью диафрагмы, при этом межвенцовое пространство ступени изолировано от кольцевой полости осевым гребнем, расположенным на бандаже рабочих лопаток. Надбандажное уплотнение образовано комбинацией радиальных и Г-образных гребней с осевым зазором, определяющим расход через уплотнение и не зависящим от поперечных колебаний ротора. 2 ил.

СОЮЗ COBF1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 01 0 5/10, 11/02

ГО С УДАР СТ В Е ННЫ И КОМИТ Е Т

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0с 4 О

О 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4701430/06 (22) 05.06.89 (46) 23.08.91. Бюл. М. 31 (71) Московский энергетический институт и

Производственное объединение "Турбпмоторный завод" (72) А.Г.Костюк, С.А.Серков, А.А.Чистов, Е.В.Урьев л А,И.Алексо (53) 621.165 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1182183,,кл. F 01 О 5/06, 1984. (54) СТУПЕНЬ ОСЕВОЙ ТУРБОМАШИНЫ (57) Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано для снижения низкочастотной вибрации роторов мощных турбомашин. Цель изобретения—

Изобретение относитс к турбостроению и может быть использовано для снижения низкочастотной вибрации роторов мощных турбомашин.

Цель изобретения — повышение надежности ступени за счет уменьшения возмущающих аэродинамических сил, вызывающих низкочастотную вибрацию ротора.

На фиг, 1 представлен продольный разрез ступени; на фиг. 2 — развертка кольцевого сечения А-А фиг. 1.

Ступень содержит корпус 1, диафрагму

2 с ободом 3 и направляющими лопатками

4, кольцевую полость 5 обода 3, перфорационные отверстия 6, выполненные в торцовой стенке 7 межлопаточных каналов диафрагмы 2, рабочее колесо 8 с лопатками

9, имеющими кольцевой бандаж 10, на котором расположены радиальные уплотнитель,„,Я2,„, 1671907 А1 повышение надежности ступени осевой турбомашины за счет умеНьшения возмущающих аэродинамических сил, вызывающих низкочастотную вибрацию ротора. для чего сопловые каналы через отверстия в их торцовой стенке сообщены с расположенной на входе в надбандажное уплотнение кольцевой полостью диафрагмы, при этом межвенцовое пространство ступени изолировано от кольцевой полости осевым гребнем, расположенным на бандаже рабочих лопаток. Надбандажное уплотнение образовано комбинацией радиальных и Г-образных гребней с осевым зазором, определяющим расход через уплотнение и не зависящим от поперечных колебаний ротора. 2 ил. ные гребни 11, образующие с корпусом 1 уплотнительную камеру 12. Межвенечное пространство 13 для устранения закрутки потока рабочей среды на входе в уплотнительную камеру 12 изолировано от кольцевой полости 5, расположенной со стороны рабочего колеса 8, осевым гребнем 14, расположенным на бандаже 10 на уровне наружного диаметра торцовой стенки 7 межлопаточных каналов диафрагмы 2. Перфорационные отвестия 6 расположены равномерно по окружности между выходными кромками направляющих лопаток 4. В корпусе 1 установлены Г-образные уплотнительные гребни 15 таким образом, что осевой зазор 16 между кромкой Г-образного гребня 15 и радиальным гребнем 11 меньше зазора 17 между корпусом 1 и кромкой радиального гребня 11.

Ступень работает следующим образом.

1671907

Рабочая среда проходит через межлопаточные каналы диафрагмы 2, образованные направляющими лопатками 4, и попадает на рабочие лопатки 9, создавая крутящий момент. Часть рабочей среды из пристеночного пограничного слоя поступает в полость 5 через перфорационные отверстия 6, в результате чего снижается дальнейшее развитие укаэанного слоя на торцевой стенке 7, Большее проходное сечение перфорационных отверстий 6 по сравнению с зазором между стенкой 7 и гребнем 14 обеспечивает понижение окружной скорости потока рабочей среды на входе в уплотнительную камеру 12. При этом обеспечиввется уменьшение надбандажной силы в уплотнительной камере 12.

При установке в корпусе 1 Г-образных уплотнительных гребней 15 с величиной осевого зазора 16 меньшей, чем величина радиального зазора 17, расход рабочей среды через уплотнительную камеру 12 определяется величиной осевого зазора 16. При этом величина протечки через уплотнительную камеру 12 нв зависит от поперечных колебаний ротора, что приводит к снижению венцовых сил, возникающих при неравномерных по окружности протечках через уплотнительную камеру 12.

Данная конструкция ступени осевой турбомашины позволяет снизить возмущающие силы, вызывающие низкочастотную вибрацию ротора, и, тем самым, повысить надежность ступени осевой турбомашины.

Формула изобретения

Ступень осевой турбомашины, содер5 жащая корпус, диафрагму с ободом и направляющими лопатками, установленными с образованием межлопаточных каналов, ограниченных торцевой стенкой с выполненными в последней перфорационными

10 отверстиями, рабочее колесо с лопатками, имеющими кольцевой бандаж с радиальными унлотнительными гребнями, образующими с корпусом радиальные зазоры, причем рабочее колесо и диафрагма уста15 новлены с образованием межвенцового зазора между направляющими и рабочими лопатками, а обод выполнен с кольцевой полостью, расположенной со стороны рабочего колеса, отличающаяся тем, что, 20 с целью повышения надежности, она дополнительно снабжена осевым и Г-образными уплотнительными гребнями, причем осевой гребень установлен на кольцевом бандаже в межвенцовом зазоре на уровне торцевой

25 стенки, а Г-образные гребни установлены в корпусе с образованием осевых зазоров между их кромками и радиальными гребнями по величине меньшими радиальных зазоров, при этом перфорационные отверстия

30 выполнены равномерно по окружности торцевой стенки между выходными кромками направляющих лопаток.

1671907

Составитель В.Кириллов

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор С.Пекарь

Заказ 2814 Тираж 323 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101