Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, энергетических установках, паро- и гидротурбинах. Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя включает диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, а также продольные вставки Г-образной формы с замковыми ножками. Продольные вставки зафиксированы в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост». Торцы на концах каждой из продольных Г-образных вставок контактируют с наружной поверхностью диска. Изобретение позволяет упростить конструкцию рабочего колеса, а также повысить его надежность. 2 ил.

 

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей (далее ГТД), энергетических установках паро- и гидротурбинах.

Известно рабочее колесо осевого компрессора ГТД, содержащее диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, вставки, зафиксированные в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками и образующие внутренний профиль проточной части компрессора (US 2008/0226458 A1).

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, повышенная металлоемкость и низкая технологичность изготовления и сборки, т.к. каждая продольная вставка фиксируется в осевом направлении посредством двух болтовых соединений и соответствующих фланцев, выполненных на диске и вставках, следует также отметить, что данное крепление вставок к диску требует наличия дополнительных контровочных элементов, вследствие чего увеличивается количество деталей и снижается надежность узла.

В качестве наиболее близкого аналога к заявленному изобретению выбрано рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя, содержащее диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, продольные вставки с замковыми ножками, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», образующие внутренний профиль проточной части компрессора (US 3393862 A).

Недостатками известного устройства является сложность конструкции, низкая технологичность сборки, т.к. каждая продольная вставка кроме фиксации на наружной поверхности диска дополнительно фиксируется к коку, а также ограниченная область применения, т.к. для осевой и радиальной фиксации вставок применяется дополнительный крепежный элемент на коке, закрепленном на диске. В связи с этим известное решение возможно применить только на консольно расположенных рабочих колесах первой ступени компрессора или последней ступени турбины.

Технической задачей заявленного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков в известном узле.

Техническим результатом, достигаемым заявленным изобретением, является упрощение конструкции, сборки, повышение надежности узла в целом, а также расширение области применения.

Вышеперечисленные технические эффекты достигаются тем, что в рабочем колесе осевого компрессора ГТД, содержащем диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, продольные вставки с замковыми ножками, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», согласно настоящему изобретению каждая из продольных вставок выполнена Г-образной формы, причем торцы на концах каждой из продольных Г-образных вставок контактируют с наружной поверхностью диска.

Такое конструктивное выполнение вставок позволяет отказаться от дополнительных элементов крепления, что упрощает конструкцию, облегчает сборку, повышает надежность узла в целом, а также расширяет область применения изобретения за счет возможности реализации в рабочем колесе любой ступени осевого компрессора или турбины независимо от конструкции опор роторов.

На фиг.1 изображен продольный разрез фрагмента рабочего колеса осевого компрессора газотурбинного двигателя.

На фиг.2 изображена продольная Г-образная вставка в изометрии.

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя содержит диск 1, наружная поверхность 2 которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками 3 посредством продольных замковых соединений, продольные вставки 4 с замковыми ножками 5, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности 2 диска 1 между лопатками 3 посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», образующие внутренний профиль проточной части компрессора, при этом каждая из продольных вставок 4 выполнена Г-образной формы, причем торцы 6, 7 на концах каждой из продольных Г-образных вставок 4 контактируют с наружной поверхностью 2 диска 1. Каждая из замковых ножек 5 под соответствующий поперечный замковый паз 8 на наружной поверхности 2 диска 1 выполнена на внутренней поверхности наиболее длинного участка каждой из продольных Г-образных вставок.

Наружные поверхности упомянутых продольных Г-образных вставок 4 образуют внутренний профиль проточной части компрессора.

Сборка рабочего колеса осевого компрессора ГТД осуществляется путем последовательной установки продольных Г-образных вставок 4 с замковыми ножками 5 в поперечные замковые пазы 8, расположенные на наружной поверхности 2 диска 1, и смежных с ними лопаток 3 в продольные замки.

При работе компрессора ГТД продольные Г-образные вставки 4 удерживаются от перемещения поперечным замковым соединением, образованным замковой ножкой 5 и выступами поперечного замкового паза 8, а также соседними лопатками 3. Лопатки 3 в свою очередь удерживаются от перемещения продольным замковым соединением.

В связи с вышеизложенным, специалисту на основании уровня техники должно быть очевидно, что при реализации заявленной конструкции объективно достигаются вышеприведенные технические эффекты.

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя, содержащее диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, продольные вставки с замковыми ножками, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», отличающееся тем, что каждая из продольных вставок выполнена Г-образной формы, причем торцы на концах каждой из продольных Г-образных вставок контактируют с наружной поверхностью диска.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к запорному блоку для закрывания промежутка, оставшегося между первой и последней вставленными в периферийный паз лопаточной машины лопатками лопаточного венца, содержащему, по меньшей мере, две части, каждая из которых выполнена с возможностью сцепления с образующими поднутрение выступами периферийного паза, и предохранительный элемент, предохраняющий обе части от выпадения из периферийного паза.

Изобретение относится к замыкающему узлу для закрывания остающегося промежуточного пространства между первой и последней установленной в окружной канавке лопаточной машины лопаткой лопаточного венца, состоящему, по меньшей мере, из двух боковых частей, из которых, по меньшей мере, одна часть предназначена для сцепления с образующим затылованное пространство выступом окружной канавки, и, по меньшей мере, одного фиксирующего элемента, который фиксирует обе части от выхода из окружной канавки.

Изобретение относится к турбинам, в частности к усовершенствованной конструкции для части хвостовика, известной как «елочная» часть лопатки турбины, и к соответствующему пазу колеса турбины, на который посажена лопатка.

Изобретение относится к устройству удержания кольцевой шайбы против радиальной поверхности диска ротора. .

Изобретение относится к креплению или анкеровке лопаток лопастной машины посредством оснований лопаток на роторе или статоре лопастной машины. .

Ротор вентилятора содержит лопатки (15) вентилятора, прикрепленные к периферии колеса (13). Каждая лопатка имеет хвостовик лопатки, находящийся в зацеплении с канавкой в этом колесе и удерживаемый в ней основным фиксатором (28). Основной фиксатор находится в зацеплении с пазами (34), сформированными рядом с вышерасположенным концом соответствующей канавки и на каждой ее стороне для противодействия движению хвостовика лопатки в осевом направлении. Основной фиксатор (28) соединен с дополнительным фиксатором, отличным от основного фиксатора. Дополнительный фиксатор отнесен от основного фиксатора на заранее определенное расстояние. Дополнительный фиксатор (32) расположен между основным фиксатором и вышерасположенным концом хвостовика лопатки, находящегося в зацеплении с канавкой. Дополнительный фиксатор (32) предпочтительно является тонкой стенкой. Позволяет фиксатору рассеять энергию удара и минимизировать ущерб, наносимый соседним лопаткам и деталям, при простой и дешевой конструкции. 1 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Рабочее колесо турбины содержит диск, множество лопаток и осевое стопорное кольцо. Каждая лопатка имеет хвостовик и первый крюк, выступающий от него в осевом направлении. Первый крюк лопатки ориентирован радиально и определяет первую канавку, открытую радиально в направлении оси вращения рабочего колеса турбины. Диск содержит вторые крюки, выступающие в осевом направлении от его боковой грани, на той же стороне, что и первые крюки. Каждый второй крюк ориентирован радиально и определяет вторую канавку, открытую радиально в направлении оси вращения рабочего колеса турбины. Осевое стопорное кольцо содержит язычок и выполнено с возможностью установки в первой и второй канавках для удержания лопаток в осевом направлении. Язычок выполнен с возможностью размещения между двумя хвостовиками соседних лопаток для ограничения движения кольца по азимуту. Другое изобретение группы относится к газотурбинному двигателю, содержащему указанное выше рабочее колесо. Группа изобретений позволяет упростить сборку рабочего колеса турбины. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к энергетике. Охлаждающий контур для многоступенчатой паровой турбины, содержащей барабанный ротор с лопатками, установленными в тангенциальных охватывающих пазах пазового замка для по меньшей мере одной ступени, содержащий внешний источник охлаждающего пара, барабанный ротор. Причем в выступах барабанного ротора между ступенями из лопаток с тангенциальным вводом и пазовым замком выполнены осевые охватывающие пазы пазового замка, предназначенные для установки осевых вставок. Осевые вставки могут иметь осевые и радиальные охлаждающие каналы, обеспечивающие возможность прохождения более холодного наружного пара, предназначенного для охлаждения барабанного ротора. Также представлены многоступенчатая паровая турбина с паровым охлаждающим контуром и осевая вставка. Изобретение позволяет обеспечить эффективное охлаждение ступеней барабанного ротора. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к турбореактивным или турбовинтовым самолетам. Лопаточное колесо турбомашины, содержащее диск, внешняя периферия которого образована по меньшей мере с одним гнездом для установки ножек лопаток и вставкой (7), установленной между каждой ножкой лопатки и дном гнезда. Вставка (7) содержит по меньшей мере один элемент (17) бистабильного по положению типа, который может занимать первое стабильное положение установки или демонтажа, в котором упомянутый элемент не оказывает усилия на ножку лопатки, и второе стабильное положение, в котором упомянутый бистабильный элемент оказывает радиальное усилие на ножку лопатки. Вставка (7) содержит, кроме того, по меньшей мере один эластичный амортизирующий элемент (12), установленный между дном гнезда и ножкой лопатки. Изобретение обеспечивает повышение устойчивости лопаточного колеса. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Колесо с лопатками турбодвигателя содержит диск, внешняя периферия которого имеет канавку для установки основания лопатки. Между основанием лопатки и дном канавки установлена прокладка. Прокладка представляет собой прокладку с двумя стабильными положениями, причем в первом стабильном положении для установки или демонтажа прокладка не оказывает усилия на основание лопатки, а во втором стабильном положении прокладка оказывает радиальное усилие на основание лопатки для придания лопатке неподвижности и ее стабилизации. Прокладка выполнена в виде пластинчатой пружины, причем форма и масса прокладки заданы так, чтобы переход от первого стабильного положения ко второму стабильному положению осуществлялся под действием центробежных сил. При балансировке указанного выше колеса устанавливают лопатку и прокладку в положение установки в канавку на диске. Вращают колесо со скоростью, достаточной для перемещения лопаток под действием центробежной силы в рабочее положение и для возникновения перехода каждой прокладки в ее второе стабильное положение для стабилизации лопаток в их рабочем положении. Затем осуществляют балансировку колеса для устранения дисбаланса. Группа изобретений позволяет повысить срок службы колеса турбодвигателя, за счет повышения точности балансировки колеса, имеющего лопатки, установленные с зазором в его канавках. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Ротор турбомашины содержит диск с осевыми углублениями на ободе, лопатки, установленные в углублениях, межлопаточные полки, установленные между углублениями, осевой клин, расположенный между ножкой лопаток и дном углублений, а также поперечный фиксатор, обеспечивающий осевую блокировку вперед лопаток в их углублениях. Фиксатор направляется в радиальных бороздках, выполненных в боковых поверхностях углублений, и радиально опирается на осевой клин. Осевой клин блокируется в направлении вверх по потоку, упираясь в поперечный кольцевой элемент, жестко соединенный с диском. Межлопаточные полки удерживаются на месте посредством расположенного вверх по потоку кольца, содержащего часть, образующую опору для лапки, выполненную на межлопаточных полках. Осевой клин и поперечный фиксатор не соединены друг с другом. Каждый осевой клин содержит радиальный гребень, образующий осевой упор в кольцо, а поперечный фиксатор содержит осевую лапку, образующую осевой упор для осевого клина. Другое изобретение группы относится к турбореактивному двигателю с переднерасположенным вентилятором, содержащему указанный выше ротор. Группа изобретений позволяет упростить сборку и разборку ротора турбомашины. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Рабочее колесо турбомашины содержит основную часть, паз для размещения лопаток и паз для заводки лопаток. Основная часть рабочего колеса имеет первую поверхность и противоположную вторую поверхность, соединенные поверхностью по наружному диаметру, имеющей среднюю линию. Паз для размещения лопаток выполнен на поверхности по наружному диаметру основной части рабочего колеса и проходит вокруг основной части рабочего колеса. Паз для размещения лопаток делит поверхность по наружному диаметру основной части рабочего колеса на первую часть, имеющую первый размер, и вторую часть, имеющую второй размер, превышающий первый размер. Паз для заводки лопаток выполнен на поверхности по наружному диаметру основной части рабочего колеса, соединен с пазом для размещения лопаток и смещен от него. Паз для заводки лопаток проходит в первую часть поверхности по наружному диаметру основной части рабочего колеса на первое расстояние и во вторую часть указанной поверхности на второе расстояние, превышающее первое расстояние. Другое изобретение группы относится к турбомашине, включающей указанное выше рабочее колесо. Группа изобретений позволяет повысить надежность и ресурс турбомашины за счет более равномерного распределения напряжений в основной части рабочего колеса и тем самым повысить предел усталостной прочности последнего. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к клиновому замку хвоста лопатки в круговой канавке в роторе, таком как барабан осевого компрессора турбомашины. Корпус (32) замка содержит монолитную часть (38), предназначенную для размещения в канавке и имеющую две противоположные опорные поверхности (40) и одну круговую клиновую поверхность (42). Корпус (32) дополнительно содержит верхнюю часть (36) в форме удлиненной по существу вертикальной камеры, предназначенной для того, чтобы находиться вровень с верхней поверхностью платформ смежных лопаток, когда замок позиционирован правильно. Эта камера (36) является усеченной для того, чтобы уменьшить ее длину в направлении, перпендикулярном окружности, соответствующей оси вращения ротора, что позволяет надёжно обеспечить визуальную проверку того, что замок установлен правильно. Таким образом, замок может быть расположен в узкой канавке без увеличения диаметра фиксирующего винта, проходящего через отверстие (34), что позволяет обеспечить более компактные размеры замка. Изобретение также относится к ротору и турбомашине, оснащенным замком. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, в частности, может быть использовано в конструкции рабочих колес осевых компрессоров газотурбинных двигателей. Рабочее колесо ротора компрессора высокого давления газотурбинного двигателя содержит диск с кольцевым пазом и лопатки. Между противолежащими кромками паза образован зазор. В противолежащих кромках кольцевого паза диска выполнен по меньшей мере один установочный паз. Хвостовики лопаток установлены в кольцевом пазу диска по окружности, причем боковые поверхности хвостовиков лопаток контактируют со стенками кольцевого паза. Вкладыши с фиксаторами установлены в кольцевом пазу. По меньшей мере одна контровочная лопатка установлена в установочном пазу между двумя близлежащими вкладышами, контактные боковые поверхности хвостовика которой направлены в стороны упомянутых вкладышей и установлены в пазах, выполненных в близлежащих торцах последних. Между близлежащими торцами вкладышей и хвостовиков лопаток образованы зазоры, равные или большие по ширине, чем расстояние, на которое боковая контактная поверхность хвостовика контровочной лопатки входит в паз в торце вкладыша. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является упрощение монтажа/демонтажа любой из лопаток в рабочем колесе ротора компрессора высокого давления газотурбинного двигателя. 7 ил.

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, энергетических установках, паро- и гидротурбинах. Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя включает диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, а также продольные вставки Г-образной формы с замковыми ножками. Продольные вставки зафиксированы в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост». Торцы на концах каждой из продольных Г-образных вставок контактируют с наружной поверхностью диска. Изобретение позволяет упростить конструкцию рабочего колеса, а также повысить его надежность. 2 ил.

Наверх