Ротор осевого компрессора газотурбинного двигателя

 

Использование: в авиационном двигателестроении, в конструкции роторов осевых компрессоров. Сущность изобретения: лабиринтный диск, закрепленный на диске последнего рабочего колеса при помощи байонетного соединения, дополнительно закреплен болтами, проходящими через окружное ребро, выполненное на лабиринтном диске. Окружное ребро разделяет полость между дисками на две полости, одна из которых сообщена с внутрироторной полостью. Обе полости сообщены с разгрузочной полостью перепускными отверстиями, выполненными в лабиринтном диске и расположенными на одной окружности с отверстиями под крепежные болты. Окружное ребро выполнено зигзагообразным, поэтому поочередно огибает перепускные отверстия с соответствующей стороны. 4 ил.

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, в частности к компрессорам высокого давления (КВД) турбореактивного двухконтурного двигателя.

Известна конструкция ротора осевого компрессора газотурбинного двигателя, в котором лабиринтный диск закреплен на диске последнего рабочего колеса с помощью болтов [1] Известна также конструкция ротора осевого компрессора высокого давления ГТД, содержащего закрепленный на диске последнего рабочего колеса при помощи байонетного соединения лабиринтный диск, на котором выполнены кольцеобразные элементы с лабиринтными гребешками, изолирующие во взаимодействии с ответными статорными элементами проточную часть компрессора от разгрузочной полости [2] Однако такая конструкция ротора не обеспечивает эффективное охлаждение последних дисков и не исключает вибрацию лабиринтного диска.

На фиг.1 изображен частичный поперечный разрез заднего диска ротора осевого компрессора ГТД с соседними деталями статора; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 сечение В-В на фиг.2.

Ротор осевого компрессора ГТД включает закрепленный на диске 1 последнего рабочего колеса при помощи байонетного соединения 2 лабиринтный диск 3. На диске 3 выполнены кольцеобразные элементы 4 и 5 с лабиринтными гребешками. Лабиринтный диск 3 дополнительно закреплен на диске 1 болтами 6, проходящими через отверстия в окружном ребре 7 выполненном на диске 3. Ребро 7 соединяет полость между дисками 1 и 3 на две изолированные друг от друга полости 8 и 9. Полость 8 расположена между байонетным соединением 2 и ребром 3. Полость 9 сообщена с внутрироторной полостью 10. Полость 8 сообщена с разгрузочной (закомпрессорной) полостью 11 перепускными отверстиями 12, а полость 9 отверстиями 13. Отверстия 12 и 13 выполнены в лабиринтном диске 3 и расположены на одной окружности с отверстиями под болты 6. Окружное ребро 3 выполнено зигзагообразным, огибающим поочередно перепускные отверстия 12 и 13 с соответствующей стороны. Поэтому полости 8 и 9 изолированы друг от друга. Диск 1 закреплен болтами 6 на фланце 20 заднего вала 21 ротора.

При работе двигателя лабиринтные гребешки на кольцеобразных элементах 4 и 5 диска 3 во взаимодействии с ответными статорными элементами 16 и 15 существенно уменьшают утечку воздуха из полости 17, сообщенной кольцевой целью 18 с проточной частью компрессора, в разгрузочную закомпрессорную полость 11. Полость 11 сообщена с полостью низкого давления, например с каналом наружного контура ТРДД.

Давление в полости 19 равно примерно половине суммы давлений между полостями 17 и 11. Давление в полости 8 существенно меньше равно примерно давлению в полости 11, так как они сообщены отверстиями 12. Поэтому лабиринтный диск 3 в области байонетного соединения 2 прижат к диску 1 силой от разности давлений в полостях 19 и 8. Например, у двигателя ПС-90А эта сила равна примерно 4000 кгс. Такое прижатие устраняет возможность появления вибрации диска 3.

Горячий воздух, прошедший через зазоры в байонетном соединении 2, выходит в полость 8, изолированную от полости 9, куда поступает охлаждающий воздух из внутрироторной полости 10. Из полостей 8 и 9 воздух выходит через чередующиеся отверстия 12 и 13 в разгрузочную полость 11 с низким давлением.

Формула изобретения

РОТОР ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий диск рабочего колеса последней ступени, закрепленный на нем при помощи байонетного соединения с образованием полости лабиринтный диск, снабженный кольцевыми уплотнительными гребенками, и ответные им статорные уплотнительные элементы, изолирующие проточную часть компрессора от разгрузочной полости, отличающийся тем, что лабиринтный диск снабжен окружным ребром с отверстиями, закреплен на диске колеса, установленными в последних болтами, ребро делит полость на две камеры, одна из которых сообщена с внутрироторной полостью, причем камеры сообщены с разгрузочной полостью при помощи перепускных отверстий, выполненных в лабиринтном диске и расположенных на одном радиусе с отверстиями под болты, а ребро выполнено зигзагообразным и поочередно огибает перепускные отверстия.