Устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя

Устройство предназначено для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя. Технический результат - гарантируется безотказность работы устройства за счет обеспечения достоверности измерения фактических углов ϕНА положения лопаток компрессора или турбины ГТД при выходе из строя механизма привода указанных лопаток. Устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя включает размещенные снаружи корпуса компрессора или турбины синхронизирующие кольца, связанные с направляющими лопатками регулируемыми тягами и механизмом привода, содержащим по меньшей мере один датчик углов положения лопаток. Датчик углов положения лопаток связан с одним из валов привода лопаток через рычаги и дополнительную тягу, один конец которой шарнирно соединен с одним из рычагов вала привода лопаток, а второй конец дополнительной тяги - с рычагами датчика, при этом рычаги вала привода лопаток, один из которых кинематически связан с датчиком, а второй - с механизмом привода, выполнены раздельно на валу привода с возможностью перемещения в параллельных плоскостях. 3 ил.

 

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению.

Известно устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток входного направляющего аппарата второго каскада компрессора двигателя Д-30 (Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30. Техническое описание. М., Машиностроение, 1971, с.19, рис.6). Устройство содержит размещенное снаружи корпуса поворотное кольцо, соединенное шарнирно с направляющими лопатками, тягами и силовым механизмом привода.

Недостатком известной конструкции является низкая точность регулирования из-за неточности замера регулируемого параметра вследствие передачи вибрации от направляющего аппарата к измерительному элементу датчика.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины осевого газотурбинного двигателя (ГТД) с синхронизирующими кольцами, шарнирно соединенными через рычаги с направляющими лопатками, с регулируемыми тягами, механизмом привода и датчиком положения (Патент РФ № 2098670, F04D 29/56, F01D 9/02,1997 г.).

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения точности измерения углов положения лопаток компрессора или турбины ГТД при выходе из строя механизма привода указанных лопаток. Привод датчика положения лопаток осуществляется тем же рычагом, с которым связан механизм привода, поэтому при поломке рычага вала привода датчик положения будет передавать в систему управления отличные от фактических значения углов установки поворотных лопаток.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в безотказности работы устройства за счет обеспечения достоверности измерения фактических углов положения лопаток компрессора или турбины ГТД при выходе из строя механизма привода указанных лопаток.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя, содержащем размещенные снаружи корпуса компрессора или турбины синхронизирующие кольца, связанные с направляющими лопатками, регулируемыми тягами и механизмом привода, содержащим по меньшей мере один датчик углов положения лопаток, согласно изобретению датчик углов положения лопаток связан с одним из валов привода лопаток через рычаги и дополнительную тягу, один конец которой шарнирно соединен с одним из рычагов вала привода лопаток, а второй конец дополнительной тяги - с рычагами датчика, при этом рычаги вала привода лопаток, один из которых кинематически связан с датчиком, а второй - с механизмом привода, выполнены раздельно на валу привода с возможностью перемещения в параллельных плоскостях.

Существенные признаки в совокупности позволяют осуществлять корректировку углов положения поворотных направляющих лопаток от отдельного рычага вала привода лопаток, расположенного таким образом, чтобы обеспечить возможность перемещения в параллельных плоскостях. При поломке рычага вала привода или при поломке самого механизма привода датчик будет передавать в систему управления фактические значения углов положения поворотных лопаток, тем самым обеспечивая достоверность измерения фактических углов при выходе из строя механизма привода или поломке рычага вала привода.

На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства с одним датчиком углов положения направляющих лопаток компрессора ГТД; на фиг.2 - элемент А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Заявляемое устройство содержит по меньшей мере один датчик 1 углов положения поворотных направляющих лопаток типа ДБС КТ-650-1Ш, который соединен с механизмом привода 2 через пару двухзвенных рычагов 3,4 датчика 1, дополнительную тягу 5 и вал привода 10. Дополнительная тяга 5 одним концом 6 шарнирно соединена при помощи сферического подшипника 7, пальца 8 с одним из рычагов вала привода 10 направляющих лопаток. При этом рычаг 9 вала привода связан с датчиком 1, а рычаг 11 вала привода - с механизмом привода 2. Второй конец 12 дополнительной тяги 5 соединен с рычагом 4 датчика 1 при помощи пальца 13, гайки 14 и сферического подшипника 15 и установленного с возможностью перемещения в отверстии диаметра Д цилиндрическим сухарем 16 с рычагом 3 датчика 1. При этом конец 17 рычага 3 жестко с помощью шлиц 18 скреплен с выходным элементом измерительным валиком 19 датчика 1 при помощи болта 20.

Рычаг 4 шарнирно закреплен своим концом 21 при помощи штифта 22 и втулок 23 на кронштейне 24, жестко связанном с корпусом 25 компрессора (турбины). Корпус 25 скреплен с направляющими поворотными лопатками 26 и синхронизирующими кольцами 27.

Измерительный валик 19 датчика 1 расположен соосно шарниру рычага 4, соединенного с дополнительной тягой 5 со стороны вала привода 10. Шарнир рычага 3, жестко скрепленного другим концом 17 с валиком 19, выполнен с возможностью его перемещения в плоскости разреза Б-Б, проходящей через оси 28, 29, 30. При этом при повороте валика 19 рычаги 9 и 11 перемещаются в параллельных плоскостях Е и К.

Регулирование положения поворотных лопаток осуществляется следующим образом.

На переходных режимах работы двигателя датчик 1 фиксирует отклонение угла ϕНА положения направляющих лопаток 26 и передает данные на управляющий блок типа РЭД, ЭСУД (не показан), который формирует управляющий сигнал об изменении поправки к существующей величине ϕНА (Δ ϕНА).

Механизм привода 2 под воздействием управляющего сигнала осуществляет перемещение синхронизирующих колец 27 и направляющих лопаток 26. При этом рычаг 4 через палец 13 и сферический сухарь 16 перемещает рычаг 3 на угол, соответствующий Δ ϕНА. Рычаг 3, жестко связанный с выходным элементом измерительного валика 19, поворачивает ротор датчика 1 и формирует соответствующий сигнал о величине поправки частоты вращения ротора двигателя (Δ n), поступающий на управляющий блок.

При поломке рычага 11 или при поломке самого механизма привода 2 датчик 1 не потеряет кинематическую связь с синхронизирующими кольцами 27. Датчик 1 при этом будет передавать на управляющий блок информацию о фактической величине

ϕНА на момент поломки.

Устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя, содержащее размещенные снаружи корпуса компрессора или турбины синхронизирующие кольца, связанные с направляющими лопатками, регулируемыми тягами и механизмом привода, содержащим по меньшей мере один датчик углов положения лопаток, отличающееся тем, что датчик углов положения лопаток связан с одним из валов привода лопаток через рычаги и дополнительную тягу, один конец которой шарнирно соединен с одним из рычагов вала привода лопаток, а второй конец дополнительной тяги - с рычагами датчика, при этом рычаги вала привода лопаток, один из которых кинематически связан с датчиком, а второй - с механизмом привода, выполнены раздельно на валу привода с возможностью перемещения в параллельных плоскостях.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к газовым турбинам турбореактивных двигателей. .

Изобретение относится к энергетике. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в турбокомпрессорах для наддува изделия. .

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить надежность работы системы питания. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и м.б. .

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к способам соединения роторов турбомашин. .

Изобретение относится к турбовинтовому двигателю с воздушными винтами изменяемого шага, в котором каждый воздушный винт содержит набор лопастей управляемого изменяемого шага

Изобретение относится к воздушному винту любого типа, применяемому в системе с одним воздушным винтом или в системе с контрвинтом, предпочтительно, авиационного турбореактивного или турбовинтового двигателя

Система регулирования шага лопасти воздушного винта в турбовальном двигателе содержит первую и вторую кольцевые направляющие, активирующий элемент, а также первый и второй блокирующие элементы. Первая кольцевая направляющая обеспечивает установку угла атаки указанной лопасти и имеет первое и второе гнезда, отдаленные друг от друга по окружности. Каждое гнездо образовано первой и второй упорными поверхностями. Вторая кольцевая направляющая выполнена концентрически с первой направляющей и расположена снаружи относительно нее. Вторая упорная поверхность первого гнезда и первая упорная поверхность второго гнезда ориентированы ко второй направляющей. Активирующий элемент размещен между первой и второй направляющими и имеет первую и вторую упорные поверхности. Первый блокирующий элемент размещен в первом гнезде напротив указанной второй упорной поверхности активирующего элемента. Второй блокирующий элемент размещен во втором гнезде напротив первой упорной поверхности активирующего элемента. Первый и второй блокирующие элементы выполнены с возможностью занимать нормальное центрированное положение, а также положения разблокировки в первом и втором круговом направлениях. При контроле указанной выше системы регулирования шага лопасти воздушного винта к активирующему элементу прикладывают активирующий крутящий момент. Другие изобретения группы относятся к воздушному винту турбовального двигателя, содержащему указанную выше систему регулирования шага лопасти, а также к авиационному двигателю, содержащему такой воздушный винт. Изобретения позволяют повысить надежность системы регулирования шага лопасти, а также снизить ее массу. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство управления ориентацией лопаток вентилятора турбовинтового двигателя, содержащего систему (24а) лопаток (26) вентилятора с регулируемой ориентацией, жестко соединенную при вращении с вращающимся кольцом (28а). Кольцо отцентровано по продольной оси (12) и механически связано с ротором турбины. Каждая лопатка системы соединена для регулировки ее ориентации с синхронизирующим кольцом (30а), отцентрованным по продольной оси. Устройство содержит, кроме того, силовой цилиндр (38), жестко соединенный при вращении с ротором турбины и механически связанный с синхронизирующим кольцом с помощью нескольких соединительных рычагов (40а). Каждый рычаг связан со штоком (44) силового цилиндра и шарнирно закреплен на синхронизирующем кольце таким образом, что движение силового цилиндра вызывает вращательное перемещение синхронизирующего кольца вокруг продольной оси. Турбовинтовой двигатель с двойным винтом содержит турбину (20) с двумя роторами противоположного вращения и две системы лопаток (26) вентилятора с регулируемой ориентацией. Достигается легкое, точное управление и уменьшение массы, поскольку рычаги работают на растяжение, и образующие их тяги могут быть уменьшенного диаметра, а устройство управления лишено зубчатых передач. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Турбомашина содержит, по меньшей мере, один винт без обтекателя с лопатками с изменяемым углом установки. Эти лопатки удерживаются цилиндрическими пластинами, установленными вращающимися вокруг их осей (В) в радиальных пазах кольцевого роторного элемента и соединенными их радиально внутренними концами с регулировочным кольцом. Кольцо приводится во вращение вокруг оси (А) турбомашины и совершает поступательное движение вдоль этой оси для вращения пластин вокруг их осей. Регулировочное кольцо центрировано и направляется во время вращения вокруг оси турбомашины на средствах, которые не могут вращаться и совершают поступательные движения вдоль этой оси посредством силового цилиндра, удерживаемого статором турбомашины. Средства центрирования и направления регулировочного кольца содержат кольцевую направляющую, имеющую U-образную форму сечения. Направляющая содержит две боковые стенки, ограничивающие в пространстве между собой кольцевой, выходящий наружу желобок. В желобок вставляется регулировочное кольцо. Подшипники установлены с одной и другой стороны регулировочного кольца, между этим кольцом и боковыми стенками. Достигается простое, эффективное и экономичное решение, исключающее воздействие центробежной силы на силовые цилиндры, что может затруднить их функционирование. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство управления ориентацией лопастей вентилятора турбовинтового двигателя, содержащего по меньшей мере один узел (24a) лопастей (26) вентилятора с регулируемой ориентацией, неподвижно соединенный во вращении с вращающимся кольцом (28a), механически связанным с ротором турбины. Каждая лопасть узла связана для регулирования своей ориентации с синхронизирующим кольцом (30a). Устройство дополнительно содержит подшипник (54a) качения с внутренней обоймой (56a), которая установлена с возможностью перемещения скольжением на картере турбины. Обойма соединена со штоком (44) силового цилиндра (38), и с внешней обоймой (52a), которая механически связана с синхронизирующим кольцом при помощи множества соединительных рычагов (40a). Рычаги соединены со штоком силового цилиндра и шарнирно установлены на синхронизирующем кольце таким образом, чтобы приведение в действие силового цилиндра приводило к поворотному перемещению синхронизирующего кольца вокруг продольной оси. Турбовинтовой двигатель предпочтительно содержит турбину (20) с двумя роторами (22a, 22b) противоположного вращения и два узла (24a, 24b) лопастей (26) вентилятора с регулируемой ориентацией. Достигается надежное и точное управление при меньшей массе. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Система изменения угла атаки лопаток рабочего колеса, смонтированных на втулке, вращающейся вдоль оси рабочего колеса, содержит бесщеточный электродвигатель и механические соединительные средства. Электродвигатель включает статор, оснащенный катушками, предназначенный для надежного монтажа на неподвижной части газотурбинного двигателя, а также ротор, оснащенный постоянными магнитами. Ротор и статор сцентрированы на оси вращения рабочего колеса и расположены таким образом, что катушки размещены напротив постоянных магнитов в направлении оси вращения. Механические соединительные средства расположены между ротором и лопатками. Ротор смонтирован подвижно в осевом направлении между заблокированным положением, в котором он прикреплен к вращающейся втулке, и разблокированным положением, в котором его вращение относительно указанной втулки вдоль оси вращения рабочего колеса вызывает посредствам механических соединительных средств изменение угла атаки лопаток. Другие изобретения группы относятся к рабочему колесу газотурбинного двигателя летательного аппарата, содержащему указанную выше систему, а также к газотурбинному двигателю, включающему такое рабочее колесо. При управлении углом атаки лопаток рабочего колеса разблокируют ротор бесщеточного электродвигателя посредством его перемещения в осевом направлении из заблокированного в разблокированное положение. Вращают ротор для приведения лопаток в требуемый угол атаки и блокируют ротор электродвигателя посредством его перемещения в осевом направлении из разблокированного в заблокированное положение. Группа изобретений позволяет повысить надежность и упростить систему управления углом атаки лопаток рабочего колеса. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 15 ил.

Ступица винта с лопастями с изменяемым углом установки для турбомашины содержит многоугольное кольцо для удержания лопастей и соединительное средство, связывающее многоугольное кольцо с элементом ротора турбины турбомашины. Многоугольное кольцо выполнено концентрично продольной оси турбомашины и содержит две торцевые кольцевые кромки. Кольцевые кромки разнесены параллельно одна другой и диаметрально жестко соединены зонами закрепления, выходящими из упомянутых торцевых кольцевых кромок, с кольцами с цилиндрическими радиальными гнездами для размещения лопастей. Кольца расположены на равномерном угловом расстоянии по боковой периферии многоугольного кольца и отделены одни от других промежуточными зонами. Промежуточные зоны размещены между двумя последовательными кольцами и торцевыми кольцевыми кромками и содержат усилительные элементы колец, установленные радиально и/или тангенциально и жестко соединенные с боковыми стенками двух последовательных колец. Другое изобретение группы относится к турбомашине с открытым вентилятором, содержащей указанную выше ступицу винта вентилятора. Группа изобретений позволяет исключить деформацию цилиндрических гнезд для лопастей вентилятора. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство управления для ориентирования лопаток вентилятора турбовинтового двигателя включает набор лопаток вентилятора с регулируемой ориентацией, связанный с вращающимся кольцом, механически соединенным с ротором турбины, а также цилиндр, центрированный по оси вращающегося кольца и связанный во вращении с ротором турбины. Каждая лопатка набора для управления ее ориентацией соединена с опорой комля лопатки, установленной с возможностью поворота на вращающемся кольце посредством конической зубчатой передачи. Зубчатая передача состоит из первого и второго зубчатых колес. Первое зубчатое колесо связано с опорой комля лопатки и центрировано по оси радиально к вращающемуся кольцу. Второе зубчатое колесо связано с вращающимся кольцом, центрировано по оси, направленной по касательной к вращающемуся кольцу, и имеет противовес, который является нецентрированным относительно своей оси вращения. Шток цилиндра соединен с каждым противовесом посредством соединительных рычагов, чтобы передавать синхронное угловое движение набору противовесов относительно оси вращения их соответствующего зубчатого колеса. Каждый соединительный рычаг имеет радиальное звено, имеющее один конец, соединенный с соответствующим противовесом, и другой конец, соединенный с рычагом кривошипа, другой рычаг которого соединен со штоком цилиндра. Другое изобретение группы относится к турбовинтовому двигателю, содержащему турбину, имеющую два ротора с противоположным вращением и два набора лопаток вентилятора, имеющих регулируемую ориентацию, соединенных во вращении с двумя вращающимися кольцами, соответственно соединенными с роторами. Управление ориентированием лопаток вентилятора, по меньшей мере, одного из наборов обеспечивают указанным выше устройством управления. Группа изобретений позволяет повысить надежность и снизить массу устройства управления лопаток вентилятора. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к устройствам изменения шага воздушных винтов. Турбомашина (1) содержит систему (23) для изменения шага лопастей воздушного винта, содержащую управляющий кольцевой гидравлический силовой цилиндр (25) линейного действия и механизм соединения (26), соединяющий силовой цилиндр с лопастями воздушного винта для изменения их ориентации. Кольцевой силовой цилиндр системы (25) жестко соединен с неподвижным корпусом (13), на котором удерживается упомянутый воздушный винт, и является внутренним по отношению к лопастям, установленным в наружной вращающейся втулке (14) воздушного винта. Механизм соединения (26) содержит подшипник передачи перемещения (31), прикрепленный с одной стороны к подвижной части силового цилиндра и взаимодействующий, с другой стороны, со средством соединения (32) механизма (26) с лопастями воздушного винта. Обеспечивается повышение герметичности, снижение габаритных размеров при гарантированной надежности в процессе эксплуатации. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению

Наверх