Статор многоступенчатой газовой турбины
Статор многоступенчатой газовой турбины содержит наружный корпус, на радиальных ребрах которого размещены наружные полки сопловых лопаток. Наружные полки зафиксированы в корпусе в окружном направлении соединениями типа «шип-паз», а в осевом направлении - размещенными ниже по потоку секторами разрезного кольца. Сектора разрезного кольца зафиксированы относительно корпуса в осевом направлении байонетными соединениями с корпусом. Сектора с байонетными соединениями зафиксированы в окружном направлении промежуточными секторами того же разрезного кольца. Промежуточные сектора выполнены без кольцевой канавки под байонетное соединение и размещены своей передней частью в выемках корпуса. Число секторов с байонетным соединением равно числу полок сопловых лопаток. Изобретение позволяет повысить надежность и ремонтопригодность статора многоступенчатой газовой турбины. 3 ил.
Изобретение относится к статорам многоступенчатых газовых турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.
Известен статор многоступенчатой газовой турбины, в котором сопловые лопатки и расположенные между ними сектора разрезных колец зафиксированы в корпусе статора радиальными штифтами (патент RU №2151884, F01D 11/24, 25/14).
Недостатком известной конструкции является ее низкая ремонтопригодность из-за необходимости высверливания радиальных штифтов при замене сопловых лопаток и разрезных колец.
Наиболее близким к заявляемой конструкции является статор многоступенчатой газовой турбины, полки сопловых лопаток в котором относительно корпуса фиксируются в окружном направлении осевыми штифтами и соединениями типа «шип-паз», а в осевом направлении - размещенными ниже по потоку секторами разрезного кольца (патент RU №2151886, F01D 11/24, 25/14).
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкие надежность и ремонтопригодность из-за низкого ресурса осевых штифтов, которые воспринимают нагрузки окружных сил, действующих на сопловые лопатки.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности и ремонтопригодности статора многоступенчатой газовой турбины путем безштифтовой фиксации сопловых лопаток и секторов разрезного кольца относительно наружного корпуса статора.
Сущность технического решения заключается в том, что в статоре многоступенчатой газовой турбины, на радиальных ребрах наружного корпуса которого размещены наружные полки сопловых лопаток, зафиксированные в корпусе в окружном направлении соединениями типа «шип-паз», а в осевом направлении - размещенными ниже по потоку секторами разрезного кольца, согласно изобретению, сектора разрезного кольца зафиксированы относительно корпуса в осевом направлении байонетными с корпусом соединениями, при этом сектора с байонетными соединениями зафиксированы в окружном направлении промежуточными секторами того же разрезного кольца, выполненными без кольцевой канавки под байонетное соединение и размещенными своей передней частью в выемках корпуса, а число секторов с байонетным соединением равно числу полок сопловых лопаток.
Фиксация секторов разрезного кольца относительно корпуса в осевом направлении байонетными с корпусом соединениями позволяет передавать значительные осевые газовые силы, действующие на сопловые лопатки, через байонетные соединения секторов на корпус статора, что обеспечивает высокий ресурс статора и высокую его ремонтопригодность, так как его разборка производится путем сдвижки сектора с байнетным соединением до выемки в корпусе, т.е. до рассоединения байонетного соединения с последующей выемкой секторов разрезного кольца и сопловых лопаток.
Фиксация секторов с байонетным соединением в окружном направлении промежуточными секторами того же разрезного кольца, выполненными без кольцевой канавки под байонетное соединение и размещенными своей передней частью в выемках корпуса, позволяет зафиксировать в окружном направлении все сектора разрезного кольца, что повышает надежность конструкции, особенно в случае касания ротора турбины (не показан) о сектора, т.е. промежуточные сектора выполняют кроме основных своих функций роль «запирающего звена».
Выполнение числа секторов с байонетным соединением равным числу полок сопловых лопаток позволяет надежно зафиксировать все сопловые лопатки данной ступени в осевом направлении, причем сопловые лопатки могут быть выполнены блочными, т.е. по несколько лопаток на одной верхней полке.
На фиг.1 изображен продольный разрез статора многоступенчатой газовой турбины.
На фиг.2 - вид А на фиг.1.
На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.
Статор многоступенчатой газовой турбины 1 состоит из наружного корпуса 2, на направленных к центру радиальных ребрах 3 которого установлены сопловые лопатки 4 и 5 с размещенными между ними секторами 6 и 7 разрезного кольца 8. Для повышения надежности верхние полки 9 и 10 сопловых лопаток 4 и 5, соответственно, зафиксированы в окружном направлении в корпусе 2 соединениями типа «шип-паз» 11 и 12, а в осевом направлении полка 9 лопатки 4 - размещенным ниже по потоку газа 13 сектором 6, зафиксированным в свою очередь в осевом направлении относительно корпуса 2 байонетным соединением 14, состоящим из кольцевого радиального ребра 15 на корпусе 2 и кольцевой канавки 16 в секторе 6. Для обеспечения постановки секторов в корпусе 2 выполнены осевые выемки 17, разрезающие ребро 15 на отдельные сектора 18. Сектора 7 разрезного кольца 8, размещенные между секторами 6, выполненные без канавок 16 под байонетное соединение 14, размещены своей передней частью в выемках 17 и фиксируются в окружном направлении за счет упора угловой поверхностью 19 в боковую поверхность 20 выемки 17, фиксируя при этом боковыми поверхностями 21 и 22 сектора 6 в окружном направлении.
Устройство работает следующим образом.
При работе газовой турбины на сопловые лопатки 4 действуют значительные газовые силы, которые через верхнюю полку 9 передаются на сектора 6 разрезного кольца 8 и через байонетное соединение 14 - на наружный корпус 3 статора 1. Большие контактные поверхности и высокая прочность байонетного соединения 14 обеспечивают высокую надежность статора многоступенчатой газовой турбины 1.
Статор многоступенчатой газовой турбины, на радиальных ребрах наружного корпуса которого размещены наружные полки сопловых лопаток, зафиксированные в корпусе в окружном направлении соединениями типа «шип-паз», а в осевом направлении - размещенными ниже по потоку секторами разрезного кольца, отличающийся тем, что сектора разрезного кольца зафиксированы относительно корпуса в осевом направлении байонетными с корпусом соединениями, при этом сектора с байонетными соединениями зафиксированы в окружном направлении промежуточными секторами того же разрезного кольца, выполненными без кольцевой канавки под байонетное соединение и размещенными своей передней частью в выемках корпуса, а число секторов с байонетным соединением равно числу полок сопловых лопаток.
