Турбина турбореактивного двигателя

Изобретение относится к турбинам турбореактивных двигателей повышенной степени двухконтурности. Турбина турбореактивного двигателя включает статор, роторы высокого и низкого давлений с размещенным между ними межвальным уплотнением, содержащим установленный на валу ротора высокого давления фланец и ответный ему лабиринт на валу ротора низкого давления. Фланец выполнен S-образным в поперечном сечении и расположен с внутренней стороны роторного лабиринта, установленного на хвостовике вала ротора высокого давления и фиксирующего в осевом направлении посредством резьбового хвостовика внутреннее кольцо роликоподшипника ротора высокого давления. Фланец зафиксирован в радиальном направлении цилиндрической внутренней поверхностью роторного лабиринта, а в осевом направлении - торцевой поверхностью хвостовика вала ротора высокого давления, с одной стороны, и расположенным на роторном лабиринте стопорным разжимным кольцом, с другой стороны. Передний и задний по потоку газа хвостовики фланца посредством шлицов соединены соответственно с валом ротора высокого давления и роторным лабиринтом. Ответный фланцу лабиринт на валу ротора низкого давления выполнен с цилиндрическим осевым кольцевым ребром, пластически деформированным и установленным с упором в выемки вала ротора низкого давления. Изобретение позволяет повысить надежность и ремонтопригодность турбины турбореактивного двигателя. 3 ил.

 

Изобретение относится к турбинам турбореактивных двигателей повышенной степени двухконтурности.

Известна турбина турбореактивного двигателя, межвальное уплотнение в которой расположено с внутренней стороны от ступицы диска (патент RU №2261350, 27.09.2005, F02C 7/12, 7/06).

Недостатком известной конструкции является ее низкая надежность и увеличенный вес, так как ступица диска расположена на увеличенном диаметре.

Наиболее близкой к заявляемой является турбина турбореактивного двигателя, включающая статор, роторы высокого и низкого давлений с размещенным между ними межвальным уплотнением, содержащим установленный на валу ротора высокого давления фланец и ответный ему лабиринт на валу ротора низкого давления (патент US №7921634, 12.04.2011, F02K 3/02, 3/072).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность из-за повышенных паразитных утечек воздуха в межвальном уплотнении, расположенном на большом диаметре.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности и ремонтопригодности турбины турбореактивного двигателя за счет снижения паразитных утечек через межвальное уплотнение и исключения концентраторов напряжения на валу ротора низкого давления в месте установки лабиринта межвального уплотнения.

Указанный технический результат заключается в том, что в турбине турбореактивного двигателя, включающей статор, роторы высокого и низкого давлений с размещенным между ними межвальным уплотнением, содержащим установленный на валу ротора высокого давления фланец и ответный ему лабиринт на валу ротора низкого давления, фланец выполнен S-образным в поперечном сечении и расположен с внутренней стороны роторного лабиринта, установленного на хвостовике вала ротора высокого давления и фиксирующего в осевом направлении посредством резьбового хвостовика внутреннее кольцо роликоподшипника ротора высокого давления, при этом фланец зафиксирован в радиальном направлении цилиндрической внутренней поверхностью роторного лабиринта, а в осевом направлении - торцевой поверхностью хвостовика вала ротора высокого давления, с одной стороны, и расположенным на роторном лабиринте стопорным разжимным кольцом, с другой стороны, причем передний и задний по потоку газа хвостовики фланца посредством шлицов соединены соответственно с валом ротора высокого давления и роторным лабиринтом, при этом ответный фланцу лабиринт на валу ротора низкого давления выполнен с цилиндрическим осевым кольцевым ребром, пластически деформированным и установленным с упором в выемки вала ротора низкого давления.

Выполнение фланца межвального уплотнения S-образным в поперечном сечении и расположение его с внутренней стороны роторного лабиринта, установленного на хвостовике вала ротора высокого давления, а также фиксация внутреннего кольца роликоподшипника резьбовым хвостовиком роторного лабиринта позволяет повысить радиальную жесткость фланца и разместить межвальное уплотнение на минимальном диаметре, что способствует снижению паразитных утечек через межвальное уплотнение и повышает надежность турбины.

Фиксация фланца в радиальном направлении цилиндрической внутренней поверхностью роторного лабиринта минимизирует радиальное перемещение фланца при работе турбины, что способствует минимизации радиальных зазоров в межвальном уплотнении и снижению паразитных утечек воздуха.

Фиксация фланца в осевом направлении торцевой поверхностью хвостовика вала, с одной стороны, и расположенным на ротором лабиринте стопорным разжимным кольцом, с другой стороны, исключает самопроизвольное осевое перемещение фланца, повышает ремонтопригодность турбины за счет снижения затрат времени при замене фланца и снижает вес турбины.

Соединение фланца шлицами переднего по потоку газа в турбине цилиндрического хвостовика с валом ротора высокого давления исключает перемещение фланца в окружном направлении относительно вала ротора высокого давления в случае взаимного касания фланца и лабиринта межвального уплотнения, что повышает надежность турбины.

Соединение фланца шлицами заднего цилиндрического хвостовика с роторным лабиринтом исключает поворот в окружном направлении роторного лабиринта и внутреннего кольца роликоподшипника относительно вала, что повышает надежность турбины.

Выполнение на валу ротора низкого давления ответного фланцу лабиринта с цилиндрическим осевым кольцевым ребром, пластически деформированным и установленным с упором в выемки вала ротора низкого давления, повышает ремонтопригодность и снижает вес турбины, а также повышает надежность турбины за счет отсутствия концентраторов напряжения на валу ротора низкого давления в месте установки лабиринта межвального уплотнения.

На фиг.1 - изображен продольный разрез турбины турбореактивного двигателя.

На фиг.2 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.

На фиг.3 - элемент II на фиг.2 в увеличенном виде.

Турбина 1 турбореактивного двигателя состоит из статора 2, а также из ротора 3 высокого давления с валом 4 высокого давления и ротора 5 низкого давления с валом 6 низкого давления, между которыми размещено межвальное уплотнение 7, которое служит для уменьшения паразитных утечек воздуха из межвальной полости 8 повышенного давления в полость 9 пониженного давления. Межвальное уплотнение 7 состоит из S-образного фланца 10, расположенного на валу 4 ротора 3 высокого давления с внутренней стороны роторного лабиринта 11, который совместно со статорными фланцами 12 и 13 служит для уплотнения масляной полости 14 роликоподшипника 15 ротора 3 высокого давления, а также из ответного фланцу 10 лабиринта 16, установленного на валу 6 ротора 5 низкого давления. Роторный лабиринт 11 установлен в радиальном направлении цилиндрической внутренней поверхностью 17 на хвостовике 18 вала 4 ротора 3 высокого давления и передним по потоку газа 19 в турбине 1 резьбовым хвостовиком 20 фиксирует в осевом направлении установленное на валу 4 внутреннее кольцо 21 роликоподшипника 15. Фланец 10 зафиксирован в радиальном направлении цилиндрической внутренней поверхностью 17 роторного лабиринта 11, а в осевом направлении - торцевой поверхностью 22 хвостовика 18 вала 4 с одной стороны и с другой стороны - разжимным стопорным кольцом 23, установленным с внутренней стороны на роторном лабиринте 11. Передним (по потоку газа 19) хвостовиком 24 фланец 10 соединен с хвостовиком 18 вала 4 шлицами 25, а задним хвостовиком 26 шлицами 27 соединен с лабиринтом 11, фиксируя таким образом лабиринт 11 относительно вала 4 в окружном направлении. С радиальным зазором ∂ относительно рабочей поверхности 28 фланца 10 на валу 6 ротора 5 низкого давления установлен ответный фланцу 10 лабиринт 16, который выполнен с цилиндрическим осевым кольцевым ребром 29, пластически деформированным в выемки 30 вала 6 ротора 5 низкого давления, с упором в поверхность 31 выемки 30.

При работе турбины 1 турбореактивного двигателя паразитные утечки воздуха из межвальной полости 8 повышенного давления в полость 9 пониженного давления минимальны, так как межвальное уплотнение 7 расположено на минимальном по сравнению с внутренним кольцом 21 роликоподшипника 15 диаметре.

Турбина турбореактивного двигателя, включающая статор, роторы высокого и низкого давлений с размещенным между ними межвальным уплотнением, содержащим установленный на валу ротора высокого давления фланец и ответный ему лабиринт на валу ротора низкого давления, отличающаяся тем, что фланец выполнен S-образным в поперечном сечении и расположен с внутренней стороны роторного лабиринта, установленного на хвостовике вала ротора высокого давления и фиксирующего в осевом направлении посредством резьбового хвостовика внутреннее кольцо роликоподшипника ротора высокого давления, при этом фланец зафиксирован в радиальном направлении цилиндрической внутренней поверхностью роторного лабиринта, а в осевом направлении - торцевой поверхностью хвостовика вала ротора высокого давления, с одной стороны, и расположенным на роторном лабиринте стопорным разжимным кольцом, с другой стороны, причем передний и задний по потоку газа хвостовики фланца посредством шлицов соединены соответственно с валом ротора высокого давления и роторным лабиринтом, при этом ответный фланцу лабиринт на валу ротора низкого давления выполнен с цилиндрическим осевым кольцевым ребром, пластически деформированным и установленным с упором в выемки вала ротора низкого давления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к изготовлению сектора газотурбинного двигателя. Способ изготовления сектора колеса газотурбинного двигателя (11), содержащего лопатки (9), установленные в полках (7, 8) лопаток включает изготовление лопаток (9) отдельно от полок (7, 8) лопаток; приготовление смеси металлического порошка с термопластическим связующим материалом; впрыскивание смеси в литейную форму для получения заготовок полок (7, 8) лопаток; удаление связующего материала из заготовок полок (7, 8) лопаток; соединение лопаток (9) с заготовками полок (7, 8) лопаток путем установки лопаток (9) между внутренней (8) и внешней (7) полками лопаток.

Ротор турбины высокого давления включает диск, установленный фланцем, расположенным со стороны выходной кромки рабочей лопатки, на размещенной на валу втулке. На противоположной от диска стороне втулки выступами радиального ребра установлен лабиринт с уплотнительными гребешками.

Механизм содержит пару воздушных винтов противоположного вращения, турбину привода, соединенный с ней вал, неподвижный кожух, служащий опорой турбине посредством вала и двух подшипников, а также трансмиссию и втулку.

Изобретение относится к роторам турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Ротор турбомашины включает диск турбины, установленный на валу задним фланцем.

Ротор с компенсатором дисбаланса содержит рабочее колесо ступени турбомашины и компенсатор дисбаланса колеса в виде балансировочного груза, выполненного в форме сегмента с круговыми внешней и внутренней поверхностями и стопорным элементом.

Вентилятор для газотурбинного двигателя летательного аппарата содержит входной конус газотурбинного двигателя, диск вентилятора, а также лопатки вентилятора, установленные на упомянутом диске, с которым они вращаются относительно оси вращения вентилятора.

Изобретение относится к роторам турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Ротор турбины газотурбинного двигателя включает конический фланец диска, конический фланец вала и кольцевые фланцы лабиринтов, фиксируемые между собой при помощи болтовых соединений.

Изобретение относится к роторам турбин низкого давления газотурбинных двигателей авиационного применения. Ротор турбины низкого давления газотурбинного двигателя включает рабочие колеса с дисками, рабочими лопатками и внешними лабиринтами.

Ротор паровой турбины содержит одну опорную часть и секцию парового тракта. Опорная часть содержит роторную часть и вставляемую часть, проходящую из роторной части и содержащую радиально внешнюю поверхность.

Изобретение относится к газотурбинным силовым установкам легких и беспилотных летательных аппаратов, а именно к конструкции газогенераторов газотурбинных двигателей (ГТД).

Изобретение относится к роторам высокотемпературных турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. В роторе (1) высокотемпературной турбомашины между первым (7) и вторым (8) и предпоследним (9) и последним (10) по потоку газа (11) уплотнительными гребешками в ободе (6) промежуточного диска 5 выполнены радиальные каналы (13) и (14), соединяющие воздушную междисковую полость (4) с газовой полостью (12) турбины.

Изобретение относится к устройству для контроля кольцевого уплотнителя, проходящего по поверхности барабана облопаченных дисков ротора. Устройство содержит каретку, имеющую по меньшей мере два направляющих колеса и несущую датчик, в рабочем положении обращенный к кромке проверяемого уплотнителя и расположенный на заданном расстоянии от нее.

Способ уплотнения турбины от утечки рабочего флюида. Турбина имеет неподвижный элемент и вращающийся элемент, уплотнительное кольцо введено с возможностью скольжения по меньшей мере в один паз неподвижного элемента, паз имеет расположенную выше по течению боковую поверхность и расположенную ниже по течению боковую поверхность.

Паровая турбина (10) содержит корпус (26), ротор (12) и по меньшей мере один гибкий пластинчатый уплотнительный узел (24), расположенный между корпусом и ротором. Указанный уплотнительный узел содержит опорный элемент (28), неподвижный относительно корпуса, пластинчатые элементы (48), которые установлены на указанном опорном элементе с возможностью перемещения и проходят по направлению к ротору и каждый из которых наклонен относительно направления вращения ротора, а также исполнительный механизм (32), предназначенный для избирательного приложения давления с обеспечением втягивания указанных пластинчатых элементов в направлении от ротора.

Изобретение относится к лабиринтным уплотнениям турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Лабиринтное уплотнение турбины состоит из размещенного на сопловой лопатке статорного фланца и установленного между дисками и турбиной лабиринта.

Лабиринтное уплотнение турбины содержит примыкающий к диску турбины лабиринт и ответный ему фланец с сопловым аппаратом закрутки охлаждающего воздуха. Лабиринт установлен на осевом кольцевом выступе диска и выполнен охватывающим сопловой аппарат закрутки с образованием между лабиринтом и боковой поверхностью ступицы диска щелевой полости.

Изобретение относится к лабиринтным уплотнениям турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Лабиринтное уплотнение содержит установленный на статоре сотовый фланец и лабиринтом с демпфирующим кольцом в кольцевой канавке на краю обода.

Изобретение относится к турбинам низкого давления газотурбинных двигателей авиационного применения. Турбина низкого давления газотурбинного двигателя включает ротор, статор с задней опорой, лабиринтное уплотнение с внутренним и внешним фланцами на задней опоре статора.

Направляющий сопловый аппарат турбины газотурбинного двигателя содержит внутреннюю и внешнюю кольцевые платформы, соединенные радиальными лопатками. Внутренняя платформа содержит кольцевые элементы из истираемого материала, размещенные на образующих кольцо листовых секторах с сечением L, S или С-образной формы, установленных внутри внутренней платформы.

Изобретение относится к газотурбостроению и авиадвигателестроению. Способ фиксации сотового уплотнения во внутреннем корпусе статора турбины газотурбинного двигателя, состоящего из сотоблока и корпуса, установленного во внутреннем корпусе статора турбины.

Уплотнительный узел (86), расположенный между вращающимся компонентом (82) и неподвижным компонентом (84) вращательного механизма, содержит зубцы (94) и гребешки (96). Зубцы (94) расположены в первых осевых местах (89) на расстоянии друг от друга вдоль оси вращения вращающегося компонента (82). Гребешки (96) расположены в указанных первых осевых местах (89) с обеспечением осевого согласования с зубцами (94). Каждый из гребешков имеет поверхность (106), расположенную смежно с одним из уплотнительных зубцов, и первую и вторую противолежащие боковые поверхности (112), проходящие от указанной поверхности (106) в радиальном внутреннем направлении. На первой, на второй или на обеих боковых поверхностях (112) выполнена треугольная выемка (116). Достигается минимизация протечки текучей среды через уплотнение на 5-25% за счёт создаваемых треугольными выемками завихрений. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к турбинам турбореактивных двигателей повышенной степени двухконтурности. Турбина турбореактивного двигателя включает статор, роторы высокого и низкого давлений с размещенным между ними межвальным уплотнением, содержащим установленный на валу ротора высокого давления фланец и ответный ему лабиринт на валу ротора низкого давления. Фланец выполнен S-образным в поперечном сечении и расположен с внутренней стороны роторного лабиринта, установленного на хвостовике вала ротора высокого давления и фиксирующего в осевом направлении посредством резьбового хвостовика внутреннее кольцо роликоподшипника ротора высокого давления. Фланец зафиксирован в радиальном направлении цилиндрической внутренней поверхностью роторного лабиринта, а в осевом направлении - торцевой поверхностью хвостовика вала ротора высокого давления, с одной стороны, и расположенным на роторном лабиринте стопорным разжимным кольцом, с другой стороны. Передний и задний по потоку газа хвостовики фланца посредством шлицов соединены соответственно с валом ротора высокого давления и роторным лабиринтом. Ответный фланцу лабиринт на валу ротора низкого давления выполнен с цилиндрическим осевым кольцевым ребром, пластически деформированным и установленным с упором в выемки вала ротора низкого давления. Изобретение позволяет повысить надежность и ремонтопригодность турбины турбореактивного двигателя. 3 ил.

Наверх