Уплотнение поперечного разъема узла конструкции
Владельцы патента RU 2561817:
Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" (RU)
Изобретение относится к уплотнительным устройствам для фланцевых торцевых соединений и, в частности, к турбинам авиационных двигателей и газотурбинным установкам, работающим как в нормальных условиях, так и в условиях высоких температур, где поверхности узлов конструкции прогреваются до температуры более 1000°С. В уплотнении поперечного разъема узла конструкции для раздельного перемещения воздушной среды с внутренним избыточным давлением от газовой среды с повышенной температурой стыкуемые полки выполнены с отверстиями, соединяющими пространство в торцевых пазах с пространством со стороны поверхности полки, контактирующей со средой с внутренним избыточным давлением. По длине уплотнительной пластины выполнены открытые в одну сторону продольная канавка и боковые фаски, а на расстоянии не более 0,2 длины от переднего торца уплотнительной пластины выполнена, по меньшей мере, одна поперечная канавка. Упомянутая канавка сообщена с отверстиями в торцевых пазах стыкуемых полок, а уплотнительная пластина установлена в паз открытой стороной канавок в направлении поверхности полки, контактирующей со средой с повышенной температурой. Изобретение позволяет увеличить ресурс работы узла конструкции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к уплотнительным устройствам для фланцевых торцевых соединений и может быть использовано в пневмосистемах в различных областях техники, в том числе авиационной, в частности относится к турбинам авиационных двигателей и газотурбинным установкам, работающим как в нормальных условиях, так и в условиях высоких температур, где поверхности узлов конструкции прогреваются до температуры более 1000°С.
Наиболее близким по назначению и достигаемому результату является известное уплотнение поперечного разъема узла конструкции, содержащее состыкованные с зазором полки с торцевыми пазами и металлическую уплотнительную пластину, установленную в пазы (Н.Н. Сиротин и др. Основы конструирования, производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий / Книга 1. - М.: Наука, 2011 г., с. 787. Рис. 17.5б и 17.5в).
Недостатком уплотнений является обгорание поверхностей по краям стыков полок сопловых полок блоков и вставок со стороны воздуха с повышенной температурой. При температурах выше 1100°С возможно разрушение узла конструкции, так как наблюдается недостаточное охлаждение этих узлов.
Задачей изобретения является разработка узла уплотнения поперечного разъема с повышенными тепловыми и механическими свойствами.
Ожидаемый технический результат - увеличение ресурса работы узла конструкции.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что известное уплотнение поперечного разъема узла конструкции, содержащее состыкованные с зазором полки с торцевыми пазами и металлическую уплотнительную пластину, установленную в пазы, по предложению, для раздельного перемещения воздушной среды с внутренним избыточным давлением от газовой среды с повышенной температурой, стыкуемые полки снабжены отверстиями, соединяющими пространство в торцевых пазах с пространством со стороны поверхности полки, контактирующей со средой с внутренним избыточным давлением, по длине уплотнительной пластины выполнены открытые в одну сторону продольная канавка и боковые фаски, а на расстоянии не более 0,2 длины от переднего торца уплотнительной пластины выполнена, по меньшей мере, одна поперечная канавка, канавка сообщена с отверстиями в торцевых пазах стыкуемых полок, а уплотнительная пластина установлена в паз открытой стороной канавок в направлении поверхности полки, контактирующей со средой с повышенной температурой. Толщина уплотнительной пластины может быть равна ширине паза, а ширина продольной канавки больше ширины зазора стыкуемых полок. Уплотнение поперечного разъема могут содержать узлы конструкции, статора или блока силового агрегата газотурбинного двигателя.
Изобретение основано на том, что в уплотнительной пластине выполнены соответствующие канавки, связанные с помощью выполненных в стыкуемых полках отверстий с воздушной средой с внутренним избыточным давлением по сравнению с газовой средой с повышенной температурой. Подаваемый по каналам воздух вследствие места расположения канавок и фасок распределяет поступающий воздух с более низкой температурой по узлу конструкции, что обеспечивает местное охлаждение участков уплотнения поперечного разъема.
Фиг. 1 - поперечное сечение уплотнения стыков полок.
Фиг. 2 - уплотнительная пластина.
Уплотнение поперечного разъема узла конструкции состоит из полок 1 с отверстиями 2, подфасочными канавками 3, уплотнительной пластины 4. Уплотнительная пластина 4 содержит фаски 5, поперечную канавку 6 и продольную канавку 7. Пластина установлена в торцевые пазы полок, при которой открытая сторона продольной канавки 7 направлена в зазор состыкованных полок в сторону газовой среды с повышенной температурой, а отверстия 2 сообщены со стороны поверхности полки, контактирующей со средой с внутренним избыточным давлением.
Во время работы более холодный воздух проходит через отверстия 2 в полках 1, например, блоков сопловых лопаток, попадает на фаски 5 пластины 4 и в поперечную канавку 6, затем в продольную канавку 7, движется вдоль поперечных торцевых пазов, выходит в зазор между полками сопловых лопаток и охлаждает края блоков.
Выбор размеров отверстий, ширины продольных канавок и зазоров между полками позволяет оптимально охладить края блоков и исключить разрушение узла конструкции при любых температурах проводимой среды.
Применение изобретения позволяет увеличить ресурс работы узла конструкции.
1. Уплотнение поперечного разъема узла конструкции, содержащее состыкованные с зазором полки с торцевыми пазами и металлическую уплотнительную пластину, установленную в пазы, отличающееся тем, что для раздельного перемещения воздушной среды с внутренним избыточным давлением от газовой среды с повышенной температурой стыкуемые полки снабжены отверстиями, соединяющими пространство в торцевых пазах с пространством со стороны поверхности полки, контактирующей со средой с внутренним избыточным давлением, по длине уплотнительной пластины выполнены открытые в одну сторону продольная канавка и боковые фаски, а на расстоянии не более 0,2 длины от переднего торца уплотнительной пластины выполнена, по меньшей мере, одна поперечная канавка, канавка сообщена с отверстиями в торцевых пазах стыкуемых полок, а уплотнительная пластина установлена в паз открытой стороной канавок в направлении поверхности полки, контактирующей со средой с повышенной температурой.
2. Уплотнение поперечного разъема по п. 1, отличающееся тем, что толщина уплотнительной пластины равна ширине паза, а ширина продольной канавки больше ширины зазора стыкуемых полок.
3. Уплотнение поперечного разъема по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит узлы конструкции, статора или блока силового агрегата газотурбинного двигателя.
