Ротор компрессора газотурбинного двигателя

Авторы патента:

F04D29/60 - крепление, установка, сборка, разборка

Владельцы патента RU 2567887:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) (RU)

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к соединению без сварки дисков в роторе компрессора. Ротор (1) компрессора газотурбинного двигателя включает вал (8) со стяжной гайкой (10) перед передним рабочим колесом (6) и конусную обечайку (7) за ротором, соединенную с валом (8). Вал (8) выполнен цельным от стяжной гайки (10) до стыка с фланцем (11) ротора турбины и зацело с конусной обечайкой (7). За передним рабочим колесом (6) расположен промежуточный диск (12), выполненный в виде единого целого с передним рабочим колесом (6) или приваренным к переднему рабочему колесу (6). Путем исключения болтового соединения вала ротора с конусной обечайкой, а также за счет выполнения промежуточного диска зацело или приваренным к переднему рабочему колесу повышается надежность ротора компрессора и уменьшается трудоемкость при его изготовлении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к соединению без сварки дисков в роторе компрессора.

Известна конструкция ротора компрессора, в котором шлицы всех дисков расположены на выносных упругих элементах (патент RU №2235922, F04D 29/60, опубл. 10.09.2004 г.).

Недостатком известной конструкции является наличие статически неопределимой конструкции из-за стяжки двумя гайками по торцам ступиц дисков и стяжки за счет упругости дисков и по ободам. При этом на одних переменных режимах (приемистости) теряется затяжка (появляется зазор в стыках) по ступицам, на других режимах (сбросах) теряется затяжка (появляется зазор в стыках) по ободам.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является конструкция ротора компрессора, в котором перед ротором расположена стяжная гайка, а за ротором - конусная обечайка, соединенная с валом болтовым соединением (патент RU №2347111, F04D 29/32, опубл. 20.02.2009 г.).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее недостаточная поперечная жесткость, а также увеличенная трудоемкость из-за болтового соединения в задней части ротора.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности ротора компрессора, а также в уменьшении трудоемкости при его изготовлении за счет исключения болтового соединения вала ротора с конусной обечайкой и выполнения промежуточного диска заодно с передним рабочим колесом или приваренным к переднему рабочему колесу.

Указанный технический результат достигается тем, что в роторе компрессора газотурбинного двигателя, включающем вал со стяжной гайкой перед передним рабочим колесом и конусную обечайку за ротором, соединенную с валом, согласно изобретению вал выполнен цельным от стяжной гайки до стыка с фланцем ротора турбины и зацело с конусной обечайкой.

При этом за передним рабочим колесом расположен промежуточный диск, выполненный в виде единого целого с передним рабочим колесом или приваренным к переднему рабочему колесу.

Выполнение вала цельным (нераздельным, без стыков) от стяжной гайки до стыка с фланцем ротора турбины и зацело (как единое целое) с конусной обечайкой исключает болтовое соединение вала ротора с конусной обечайкой, что повышает надежность ротора компрессора и уменьшает трудоемкость при его изготовлении.

Выполнение промежуточного диска в виде единого целого с передним рабочим колесом или приваренным к переднему рабочему колесу увеличивает жесткость ротора компрессора и позволяет разгрузить выходные кромки лопаток и кольцевую проставку между колесами от повышенных напряжений.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез ротора компрессора газотурбинного двигателя.

Ротор 1 компрессора 2 газотурбинного двигателя состоит из рабочих колес 3, имеющих шлицы 4 на выносных элементах 5, а также из переднего жесткого рабочего колеса 6. За ротором 1 установлена конусная обечайка 7. Ротор стянут центральной стяжкой при помощи упругого вала 8. Рабочие колеса 3 стянуты по ободам 9 колес при помощи стяжной гайки 10. Вал 8 выполнен цельным от стяжной гайки 10 до стыка с фланцем 11 ротора турбины (не показана) и зацело с конусной обечайкой 7. За передним рабочим колесом 6 выполнен промежуточный диск 12 заодно (в виде единого целого) с передним рабочим колесом 6 или приваренным к переднему рабочему колесу 6. Рабочие колеса 3 имеют ступицу 13.

Работает устройство следующим образом.

При работе двигателя из-за воздействия центробежных сил вытягивается ступица 13 рабочих колес 3, при этом из-за расположения шлиц 4 на выносных элементах 5 рабочие колеса 3 разгружены от воздействия центробежных сил, а нагружены только передачей крутящего момента. Для устранения прогиба ротора 1 в поперечном направлении выполнена стяжка по ободам 9 колес 3, при этом переднее колесо 6 имеет промежуточный диск 12 для увеличения жесткости всего ротора 1. Упругий вал 8, имея увеличенную вытяжку при сборке со стяжной гайкой 10, обеспечивает сохранение затяжки по ободам 9 рабочих колес 3 (отсутствие зазоров в стыках) на всех режимах работы двигателя.

1. Ротор компрессора газотурбинного двигателя, включающий вал со стяжной гайкой перед передним рабочим колесом и конусную обечайку за ротором, соединенную с валом, отличающийся тем, что вал выполнен цельным от стяжной гайки до стыка с фланцем ротора турбины и зацело с конусной обечайкой.

2. Ротор компрессора по п. 1, отличающийся тем, что за передним рабочим колесом расположен промежуточный диск, выполненный в виде единого целого с передним рабочим колесом или приваренным к переднему рабочему колесу.

Изобретение относится к области добычи углеводородов насосами различных типов с погружным электродвигателем. Cпособ обеспечивает герметичное разъемное соединение во входном модуле электрической линии погружного электродвигателя.

Входной модуль погружного насоса с герметичными соединениями // 2544126

Изобретение относится к области добычи углеводородов и предназначено для перекачки жидкости погружными насосами. Входной модуль погружного насоса с герметичными соединениями состоит из корпуса, выполненного без смещения оси относительно элементов кожуха, с фланцами для соединения с насосом и погружным электродвигателем.

Устройство для сборки статора с ротором // 2534654

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для монтажа ротора в разъемный по осевой плоскости статор центробежного компрессора. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для сборки статора с ротором, содержащем основание с ложементом для базирования нижней полуобоймы статора, и две регулируемые по высоте призматические опоры для базирования и плавного опускания ротора, корпус каждой из призматических опор выполнен в виде двух параллельных, расположенных одна под другой планок, торцы которых соединены вертикально расположенными параллельно друг другу плоскими пружинами, и снабжен винтовым механизмом, обеспечивающим смещение в горизонтальной плоскости верхних планок относительно нижних и их фиксацию при установке ротора в требуемом осевом положении относительно статора.

Способ герметичного соединения кожуха погружного электродвигателя с входным модулем погружных насосов // 2534395

Изобретение относится к области добычи углеводородов и предназначено для перекачки жидкости погружными электроцентробежными и электровинтовыми насосами различных типов с погружным электродвигателем в герметичном кожухе или в других компоновках.

Садовый насос с устройством для хранения труб // 2528546

Изобретение относится к садовому насосу, в частности насосу для резервуаров с дождевой водой. Насос снабжен жестким на изгиб, составленным из нескольких отрезков трубы выходным трубопроводом.

Способ центровки ротора насоса относительно корпуса при проведении среднего ремонта магистрального насосного агрегата // 2520777

Изобретение относится к области насосостроения. Способ центровки ротора насоса относительно корпуса при проведении среднего ремонта магистрального насосного агрегата, при котором осуществляют замену торцевого уплотнения, заключается в том, что устанавливают на место торцевых уплотнений калиброванные приспособления в виде втулки, которую изготавливают с внутренним диаметром для посадки на вал ротора в месте установки торцового уплотнения и наружным диаметром, обеспечивающим гарантированный зазор с внутренним посадочным диаметром камеры торцевого уплотнения, осуществляют сборку подшипников скольжения и пакета радиально-упорных подшипников, замеряют зазор по диаметру приспособлений с обеих сторон и устраняют несоосность, регулируя положение вала относительно оси камеры перемещением переднего и заднего подшипников скольжения с помощью отжимных болтов, после чего осуществляют затыловку лопаток рабочего колеса.

Головка о-образной конструкции // 2501981

Выпускная головка содержит плиту для крепления двигателя, устанавливаемую на двигателе; опорную плиту, устанавливаемую на насосном узле; коленчатый переход, установленный на опорной плите с обеспечением выпуска из насосного узла; трубу для размещения уплотнения, соединенную с коленчатым переходом, предназначенную для установки в нее механического или набивного уплотнения и выполненную с обеспечением доступа к соединительной муфте и гнезду уплотнения в диапазоне 360°.

Подводная насосная система // 2500925

Создано техническое оснащение для прокачки текучей среды для работы под водой, такой, как для прокачки с созданием подпора. Автономный насосный модуль имеет насос и двигатель, установленные на раме модуля.

Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя // 2491450

Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного и наземного применения, а именно к конструкции узла соединения роторов компрессора и турбины. .

Патрубок типа улитка для вентиляторов с усовершенствованной системой для присоединения к конструкции котла или тому подобному // 2486372

Изобретение относится к патрубку типа улитка для вентиляторов, имеющему признаки, указанные в ограничительной части основного п.1 формулы изобретения. .

Вал ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, узел соединения дисков вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, проставка узла соединения дисков вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя // 2565141

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Вал компрессора низкого давления выполнен ступенчатой барабанно-дисковой конструкции, включающей не более четырех дисков.

Диск третьей ступени ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя // 2565140

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей. Диск третьей ступени ротора компрессора низкого давления ТРД выполнен в виде моноэлемента, включает обод, переходящий в кольцевое полотно, усиленное ступицей, снабженной центральным отверстием.

Диск второй ступени ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя // 2565139

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей. Диск второй ступени ротора компрессора низкого давления ТРД выполнен в виде моноэлемента, включает обод, переходящий в кольцевое полотно, усиленное ступицей, снабженной центральным отверстием.

Рабочее колесо ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты) // 2565137

Группа изобретений, связанных единым творческим замыслом, относится к области авиадвигателестроения, а именно к рабочим колесам компрессоров низкого давления авиационных ТРД.

Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя // 2565136

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей. Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления ТРД выполнен в виде моноэлемента, включает обод, переходящий в кольцевое полотно, усиленное ступицей, снабженной центральным отверстием.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к компрессорам низкого давления авиационных ТРД. Вал компрессора низкого давления выполнен ступенчатой барабанно-дисковой конструкции, включающей не более четырех дисков.

Рабочее колесо ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты) // 2565114

Вал ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя // 2565113

Диск последней ступени ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя // 2565110

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей. Диск последней ступени ротора компрессора низкого давления ТРД выполнен в виде моноэлемента, включает обод, переходящий в кольцевое полотно, усиленное ступицей, снабженной центральным отверстием.

Рабочее колесо ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты) // 2565108

Рабочее колесо второй ступени вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя содержит диск со ступицей, центральным отверстием, полотно и обод, а также рабочие лопатки, выполненные выпукло-вогнутыми в поперечном сечении.

Способ изготовления вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты), вал ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты) // 2573406

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения, а именно к компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей (КНД ТРД). Вал ротора КНД ТРД выполняют барабанно-дисковым, собирая четырехступенчатую по числу дисков конструкцию. Изготовление вала выполняют в три стадии. На первой стадии изготавливают сборочные единицы, включая цапфы передней и задней опоры вала, диски и проставки. На второй стадии сборочные единицы собирают в три монтажные секции для последовательного их соединения с образованием вала ротора. Каждую секцию выполняют неразборной. В первую секцию монтируют, последовательно соединяя цапфу передней опоры вала ротора, диск первой ступени, диск второй ступени и проставку. В состав второй секции включают диск третьей ступени, к которому неразъемно присоединяют цапфу задней опоры вала ротора и проставку. Третью секцию выполняют в виде диска четвертой ступени. На третьей стадии монтажные секции последовательно разъемно соединяют через проставки и завершают монтаж конструкции вала ротора, разъемно соединяя проставку второй секции с третьей секцией. Диски всех ступеней изготавливают в виде моноэлемента, включающего обод, переходящий в кольцевое полотно со ступицей, которую выполняют с центральным отверстием. Обод выполняют вписанным в условную поверхность усеченного конуса, расширяющегося в направлении потока рабочего тела, с промежуточным радиусом в средней условной плоскости полотна диска, равным проектному радиусу внутреннего контура проточной части двигателя в указанном сечении, считая от оси вала до внешней поверхности обода. Обод каждого диска снабжают пазами для лопаток ротора, которые равномерно распределяют по периметру и выполняют наклонными к оси вала. Количество и частоту размещения пазов увеличивают в направлении потока рабочего тела от диска к диску от первой к третьей секции, в том числе размещая продольные оси пазов в ободе диска четвертой ступени с угловой частотой Y=(9,5÷14,8) [ед/рад] и наклоном к оси ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиусу, проведенному через центральную точку оси паза. Технический результат группы изобретений, связанных единым творческим замыслом, состоит в улучшении технологических параметров изготовления КНД, необходимых для повышения КПД, и расширении запаса газодинамической устойчивости в полном диапазоне режимов работы компрессора на 2,2% при повышении ресурса вала ротора в 2 раза без увеличения материалоемкости компрессора. 6 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.