Система управления наружной осью лопатки с переменным углом установки, используемой в статоре турбины

Система управления наружной осью лопатки с переменным углом установки, используемой в статоре турбины, содержит наружную ось лопатки для поворота в расточке, выполненной в корпусе статора турбины, а также втулку и металлический кожух. Втулка выполнена из материала с низким коэффициентом трения. Длина втулки превышает длину расточки в направлении наружу от последней, а ее внутренний диаметр незначительно превышает наружный диаметр наружной оси. Металлический кожух выполнен с наружным диаметром, превышающим внутренний диаметр расточки, и внутренним диаметром, соответствующим наружному диаметру втулки для расположения вокруг последней, и содержит наружный крюк на своем наружном конце. Изобретение позволяет обеспечить снижение контактного давления между наружной осью лопатки и втулкой, за счет увеличения высоты управляющей части втулки без увеличения наружного диаметра корпуса статора. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники

Изобретение касается системы управления лопаток с переменным углом установки, применяемых в турбинах, в частности авиационных. Оно может найти применение, в частности, для направляющих лопаток воздухозаборника компрессоров турбин, называемых лопатками с переменным углом установки.

Уровень техники и постановка задачи

Известные устройства для управления лопатками с переменным углом установки, применяемыми в турбинах, в частности, на входе компрессоров, обычно содержат элемент управления в виде кольца, охватывающего корпус турбины, и множество рычагов управления. Каждый из этих рычагов содержит первый конец, установленный на наружной оси лопатки, ось которой служит осью поворота лопатки, и второй конец, шарнирно связанный с управляющим кольцом. Следовательно, синхронное изменение углового положения лопаток обеспечивается поворотом кольца вокруг оси турбины с тем, чтобы обеспечить слежение за поворотным движением управляющего кольца. Связь между каждым рычагом и кольцом имеет, по меньшей мере, одну степень свободы поворота вокруг оси, расположенной в значительной степени радиально по отношению к кольцу.

Поворотное движение, передаваемое лопаткам, необходимо для оптимизации кпд турбины и ее запаса "нагнетания". Точность и гистерезис имеют очень большое значение для современных рабочих тел высокого давления, используемых в турбинах. Другими словами, крепление конца рычага управления на наружной оси лопатки должно производиться очень точно.

На фиг.1 показана в собранном виде наружная ось 11 лопатки 10 в приливе 21 корпуса 2 статора компрессора. Наружная ось 11 расположена с возможностью поворота в расточке 22 прилива 21 посредством двух втулок 5 и 6, установленных в расточке 22 с возможностью зажима или скольжения. Таким образом, рычаг 3 управления, закрепленный на конце наружной оси 11 посредством гайки 4, позволяет регулировать установку лопатки 10.

Однако желательно обеспечить возможность снижения контактного давления между наружной осью 11 лопатки 10 и втулками 5, 6, учитывая, что между обеими втулками 5, 6 имеется пространство 12. Однако увеличение высоты управляющей части наружной оси 11 в расточке 22 прилива 21 привело бы к увеличению высоты последнего. Такое увеличение высоты прилива 21 повлекло бы за собой, совершенно очевидно, увеличение наружного диаметра корпуса 2 статора и, следовательно, возрастание стоимости необработанного литого корпуса, а также последующие операции по обработке.

Целью изобретения является, следовательно, увеличение высоты управляющей части втулок 5, 6 без увеличения наружного диаметра корпуса 2 статора для сохранения указанного корпуса в начальном необработанном виде.

Раскрытие изобретения

Основным объектом изобретения является система управления наружной осью лопатки с переменным углом установки, применяемой в статоре турбины, наружная ось служит для поворота в расточке заданной длины, выполненной в корпусе статора турбины.

Согласно изобретению применяется единственная втулка из материала с низким коэффициентом трения, длина которой превышает длину расточки в направлении наружу от нее и внутренний диаметр которой незначительно превышает наружный диаметр наружной оси, при этом предусмотрен металлический кожух, наружный диаметр которого несколько превышает внутренний диаметр расточки, а его внутренний диаметр соответствует наружному диаметру втулки для его размещения вокруг последней, и содержащий на наружном конце наружный крюк.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения втулка изготовлена из металла, а наружный периферийный крюк расположен по наружному концу металлического кожуха с возможностью образования захватного элемента для извлечения втулки.

Также предпочтительно, чтобы металлический кожух содержал позиционирующий буртик для опирания на прилив корпуса статора.

Перечень чертежей

Подробнее изобретение и его разные технические признаки поясняются в приводимом ниже описании со ссылкой на чертежи, при этом изображено на:

фиг.1 система управления согласно уровню техники, в разрезе;

фиг.2 основной вариант выполнения системы управления согласно изобретению, в разрезе.

Подробное описание двух вариантов выполнения изобретения

На фиг.2 показаны наружная ось 11 лопатки, по меньшей мере, ее концевой участок, и прилив 21 на корпусе статора турбины. Конец наружной оси 11 снабжен резьбой 13, на которую навинчена гайка 4. Последняя поджимает приводной конец рычага 3, служащего для поворота лопатки.

Позиционирование наружной оси 11 в расточке прилива 21 осуществляется посредством втулки 50, длина которой превышает длину прилива 21 и внутренний диаметр которой незначительно превышает наружный диаметр наружной оси 11.

Втулка 50 выполнена из композиционного материала и по своему внутреннему диаметру непосредственно контактирует с наружной осью 11 по ее наружному диаметру. Благодаря композиционному материалу, из которого она состоит, коэффициент трения с другой металлической деталью является очень низким, что способствует относительному смещению этих двух деталей. Кожух 40 выполнен металлическим и установлен между втулкой 50 и приливом 21 статора. Этот металлический кожух 40 имеет наружный диаметр, незначительно превышающий внутренний диаметр расточки на приливе 21, для бандажного скрепления. Кроме того, он содержит наружный крюк 41 на своем наружном конце 44 и позиционирующий буртик 42, опирающийся на прилив 21 статора. Относительное скольжение происходит, с одной стороны, между втулкой 50 из композиционного материала и наружной осью 11 лопатки и, с другой стороны, между втулкой 50 из композиционного материала и металлическим кожухом 40. Эта система позволяет извлекать втулку 50, выполненную из композиционного материала, и металлический кожух 40 с помощью захвата 60, заходящего под крюк 41, без необходимости демонтажа лопатки. Кроме того, в том случае, когда втулка 50 из композиционного материала выходит из строя, прилив 21 корпуса оказывается защищенным металлическим кожухом.

Следует отметить, что втулка 50 содержит наружный крюк 51, служащий для ее извлечения. Наружный крюк 51 опирается на наружный крюк 41 металлического кожуха 40.

Таким образом, понятно, что длина контактной поверхности наружной оси 11 увеличена по отношению к приливу 21.

Благодаря возможности своего извлечения втулка 50 может быть заменена без необходимости открывания корпуса статора турбины.

Кроме того, такая система позволяет более эффективно управлять наружной осью 11, не увеличивая диаметр корпуса.

Согласно этому первому варианту выполнения втулка состоит из металла, в частности, стали, обладающей оптимальными свойствами трения с материалом оси, например, втулка из Z12CNDV12, ось из Z6NCT25.

1. Система управления наружной осью (11) лопатки (10) с переменным углом установки, используемой в статоре турбины, содержащая наружную ось (11) лопатки для поворота в расточке (22) заданной длины, выполненной в корпусе статора турбины, отличающаяся тем, что она содержит единственную втулку (50) из материала с низким коэффициентом трения, длина которой превышает длину расточки (22) в направлении наружу от последней и внутренний диаметр которой незначительно превышает наружный диаметр наружной оси (11), и что она содержит металлический кожух (40), наружный диаметр которого незначительно превышает внутренний диаметр расточки, а его внутренний диаметр соответствует наружному диаметру втулки (50) для расположения вокруг последней, и содержит наружный крюк (41) на своем наружном конце (44).

2. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что втулка (50) выполнена металлической и содержит наружный периферийный крюк (51) по наружному концу (44) металлического кожуха.

3. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что металлический кожух (40) содержит позиционирующий буртик (42) для опирания на прилив (21) корпуса статора.