Ротор 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. Ротор компрессора газотурбинного двигателя содержит диски, соединенные между собой, с установленными на них рабочими лопатками. На ободной части диска установлено по меньшей мере два венца рабочих лопаток, а между венцами рабочих лопаток расположены кольцевые выборки с выполненными в них замками типа «Кольцевой ласточкин хвост», в которые установлены и зафиксированы от перемещения в окружном направлении фиксаторами сегментные вставки. Сегментные вставки формируют необходимую форму наружной поверхности диска. Изобретение позволяет повысить надежность и снизить трудоемкость изготовления турбомашины, увеличить эксплуатационный ресурс и улучшить удельные характеристик турбомашины (удельную мощность, тягу, расхода топлива). 3 ил.

 

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

Известен ротор компрессора газотурбинного двигателя, содержащий диски рабочих колес, соединенных между собой резьбовыми соединениями, в их средней части и цанговым соединением в периферийной части (патент RU №2525985, опубл. 20.08.2014 г.).

Недостатками известного ротора являются:

большая масса вследствие наличия соединительных фланцев в дисках и резьбовых соединений, а также не оптимальной по условиям прочности, геометрии дисков для обеспечения сборки резьбовых соединений;

низкая надежность, обусловленная наличием большого количества деталей;

низкая технологичность, обусловленная сложностью изготовления элементов цангового соединения.

Задачей настоящего изобретения является снижение массы ротора турбомашины, повышение технологичности изготовления и сборки, повышение надежности узла.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является повышение надежности и снижение трудоемкости изготовления турбомашины, увеличение эксплуатационного ресурса и улучшение удельных характеристик турбомашины (удельных мощности, тяги, расхода топлива).

Указанный технический результат достигается тем, что в известном роторе газотурбинного двигателя, содержащем диски, соединенные между собой, с размещенными на них рабочими лопатками, согласно изобретению на ободной части диска установлено по меньшей мере два венца рабочих лопаток, а между венцами рабочих лопаток расположены кольцевые выборки с выполненными в них замками типа «Кольцевой ласточкин хвост», в которые установлены и зафиксированы от перемещения в окружном направлении фиксаторами сегментные вставки, формирующие необходимую форму наружной поверхности диска.

Наличие в конструкции ротора газотурбинного двигателя дисков с установленными на них двумя или более венцами рабочих лопаток позволяет уменьшить количество дисков и соединений между ними, что позволяет снизить массу ротора, повысить его надежность и технологичность изготовления.

Наличие кольцевых выборок между венцами рабочих лопаток позволяет снизить массу диска и, следовательно, ротора в целом за счет создания внутренних полостей в диске, а выполнение в кольцевых выборках замков типа «Кольцевой ласточкин хвост» позволяет установить и зафиксировать в этих выборках сегментные вставки, которые сохраняют необходимую форму наружной поверхности диска. Снижение массы диска и ротора в целом позволяет улучшить удельные характеристики турбомашины, в частности повысить удельную мощность и тягу двигателя, снизить удельный расход топлива.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами.

Фиг. 1 - общий вид участка ротора;

Фиг. 2 - общий вид ободной части ротора (выносной элемент А);

Фиг. 3 - сегментная вставка.

Ротор газотурбинного двигателя состоит из соединенных между собой дисков 1 с установленными на них двумя или более венцами рабочих лопаток 2, закрепленных на диске любым известным способом. Дополнительно между венцами рабочих лопаток 2 размещены сегментные вставки 3, формирующие часть наружной поверхности диска ротора и совместно с кольцевыми выборками 4, образующие его внутренние полости. Сегментные вставки закреплены на диске ротора замком типа «Кольцевой ласточкин хвост» и зафиксированы от перемещения в окружном направлении фиксаторами 5.

Во время работы турбомашины происходит взаимодействие рабочих лопаток с рабочим телом вследствие вращения ротора. При этом на диски ротора действуют осевые и центробежные нагрузки со стороны закрепленных на дисках элементов (рабочих лопаток, крепежных деталей, соседних дисков). Диск, содержащий несколько венцов рабочих лопаток, подвергается увеличенной центробежной нагрузке от лопаток, при этом периферийная часть диска, расположенная между венцами рабочих лопаток, не воспринимает этих нагрузок и, в свою очередь, нагружает часть диска, расположенную ближе к оси вращения. Для снижения центробежной нагрузки в диске между венцами рабочих лопаток выполнены кольцевые выборки материала, а для формирования необходимой поверхности диска, взаимодействующей с соседними узлами турбомашины, в зоне выборок материала на диск установлены сегментные вставки. Сегментные вставки зафиксированы на диске от перемещения под действием центробежных сил замком типа «Кольцевой ласточкин хвост», а от перемещения в окружном направлении фиксатором.

Диски ротора соединены между собой любым известным соединением (сварка, пайка, резьбовое или штифтовое соединение и т.д.). Рабочие лопатки могут быть закреплены на диске любым известным способом, например, замком типа «Ласточкин хвост», елочным замком, или образовывать с диском “моноколесо”. Сегментные вставки устанавливаются в замок диска в радиальном направлении через монтажные окна, выполненные в замке, и фиксируются от перемещения в окружном направлении фиксатором, который крепится к сегментной вставке резьбовым соединением, а гладкой частью сопрягается с глухим отверстием, выполненным в дне паза замка диска. От самопроизвольного отворачивания фиксатор стопорится при помощи деформации его внешней части.

Ротор компрессора газотурбинного двигателя, содержащий диски, соединенные между собой, с размещенными на них рабочими лопатками, отличающийся тем, что на ободной части диска установлено по меньшей мере два венца рабочих лопаток, а между венцами рабочих лопаток расположены кольцевые выборки с выполненными в них замками типа «Кольцевой ласточкин хвост», в которые установлены и зафиксированы от перемещения в окружном направлении фиксаторами сегментные вставки, формирующие необходимую форму наружной поверхности диска.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Рабочее колесо третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (КНД ТРД) содержит диск, включающий ступицу с центральным отверстием, полотно и обод, а также лопатки, имеющие каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Рабочее колесо второй ступени ротора содержит диск и лопаточный венец.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Рабочее колесо четвертой ступени вала ротора компрессора низкого давления газотурбинного двигателя (КНД ГТД) содержит диск, включающий ступицу с центральным отверстием, полотно и обод, а также лопатки, имеющие каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Рабочее колесо третьей ступени вала ротора КНД ГТД содержит диск, включающий ступицу с центральным отверстием, полотно и обод, а также лопатки, имеющие каждая хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Рабочее колесо первой ступени вала ротора компрессора низкого давления газотурбинного двигателя (КНД ГТД) содержит диск, включающий ступицу с центральным отверстием, полотно и обод, а также лопатки, имеющие, каждая, хвостовик и перо с профилем, образованным вогнутым корытом и выпуклой спинкой.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей. Диск выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу с центральным отверстием, обод с фронтальной и тыльной полками, разделенными кольцевым пазом, и полотно.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления ГТД выполнен в виде моноэлемента, включает обод, переходящий в кольцевое полотно, усиленное ступицей, снабженной центральным отверстием.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Диск третьей ступени ротора компрессора низкого давления ГТД выполнен в виде моноэлемента, включает обод, переходящий в кольцевое полотно, усиленное ступицей, снабженной центральным отверстием.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Диск последней ступени ротора компрессора низкого давления ГТД 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 турбореактивных двигателей. Диск третьей ступени выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу с центральным отверстием и снабженную кольцевым коническим силовым элементом с углом наклона образующей и радиусом выходной контактной кромки, равными ответным параметрам упомянутой конической диафрагмы цапфы задней опоры вала.

Изобретение относится к щеточным уплотнениям. Щеточное уплотнение содержит корпус, имеющий заднюю пластину и переднюю пластину, и первый слой щетинок, расположенный смежно с задней пластиной, причем по меньшей мере одна из щетинок первого слоя имеет первый диаметр.

Изобретение относится к энергетике. Предложена противоточная паровая турбина 10, содержащая секцию 12 высокого давления и секцию 14 среднего давления, соединенные валом 16, центральное уплотнение 18, окружающее указанный вал в зоне между указанными секциями, и паропровод 28, проходящий от указанного центрального уплотнения через кожух турбины и содержащий штуцер 32 для измерения давления, предназначенный для непосредственного и непрерывного измерения давления в указанном центральном уплотнении во время работы паровой турбины.

Узел щеточного уплотнения для турбомашины, имеющей ротор, может содержать неподвижный уплотнительный компонент, плавающий уплотнительный компонент, присоединенный к указанному неподвижному уплотнительному компоненту, и наклоненные в окружном направлении щетинки, скомпонованные в пакет, размещенные в плавающем уплотнительном компоненте и проходящие в осевом направлении относительно ротора.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения масляной полости опоры ротора турбомашины. Уплотнение содержит радиально-торцовое контактное уплотнение, состоящее из корпуса, образующего масляную полость опоры ротора, закрепленного на корпусе опоры, вращающуюся втулку, два разрезных уплотнительных кольца, установленных в корпусе встык друг к другу с натягом по цилиндрическим поверхностям колец так, что разрезы уплотнительных колец расположены диаметрально противоположно, и лабиринтное уплотнение, уплотняющее предмасляную полость опоры ротора, образованное лабиринтным кольцом, закрепленным на роторе, и корпусом.

Изобретение относится к уплотнительному элементу (1) для уплотнения зазора (5) между двумя конструктивными элементами (2а, 2b), в частности к уплотнительной системе (2с) газотурбинной установки.

Компонент турбины содержит лопатку, несущий элемент и четыре поверхности раздела между лопаткой и несущим элементом. Каждая из поверхностей раздела уплотнена с помощью листовых уплотнений.

Газовая турбина содержит устройство с внешним и внутренним корпусами и уплотнительным кольцом, а также дополнительное устройство с дополнительным внутренним и дополнительным внешним корпусами.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является повышение его срока службы и расширение области применения.

Турбина (1) электростанции, предпочтительно паровая турбина включает в себя статор (2), ротор (3) и по меньшей мере одно уплотнительное устройство (12). Статор (2) имеет корпус (4) и в корпусе по меньшей мере одну обойму (5, 6, 7) направляющих лопаток, снабженную направляющими лопатками (8).

Колесо ступени турбомашины содержит средства межлопаточной герметизации, включающие вкладыши, введенные в продольные полости боковых кромок платформ лопаток и упирающиеся в рабочем режиме в боковые кромки платформ соседних лопаток.

Предложены система для обеспечения герметичности между полостью для масла и прилегающим наружным пространством и турбомашина, оснащенная такой системой герметизации. Согласно изобретению система герметичности между полостью для масла (1, V1) и прилегающим наружным пространством (V2), которые ограничены ротором (5), вращающимся вокруг оси (L-L), и конструктивным элементом, неподвижно установленным или подвижным (7), содержит: первую уплотнительную прокладку (10A), расположенную между ротором (5) и конструктивным элементом (7); вторую уплотнительную прокладку (10B), которая установлена между ротором (5) и конструктивным элементом (7) и смещена в продольном направлении относительно первой уплотнительной прокладки (10A) таким образом, чтобы образовывать с первой уплотнительной прокладкой герметичную камеру (12), ограниченную ротором (5), конструктивным элементом (7) и двумя уплотнительными прокладками (10A, 10B); и средства (13) для обеспечения подачи газа (G) в герметичную камеру (12) для того, чтобы газ (G) мог быть сжат путем приведения во вращение ротора (5); причем камера сообщается с полостью для масла и/или прилегающим наружным пространством через соответственно только первую и вторую уплотнительную прокладку. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, энергетических установках, паро- и гидротурбинах. Ротор компрессора газотурбинного двигателя содержит диски, соединенные между собой, с установленными на них рабочими лопатками. На ободной части диска установлено по меньшей мере два венца рабочих лопаток, а между венцами рабочих лопаток расположены кольцевые выборки с выполненными в них замками типа «Кольцевой ласточкин хвост», в которые установлены и зафиксированы от перемещения в окружном направлении фиксаторами сегментные вставки. Сегментные вставки формируют необходимую форму наружной поверхности диска. Изобретение позволяет повысить надежность и снизить трудоемкость изготовления турбомашины, увеличить эксплуатационный ресурс и улучшить удельные характеристик турбомашины. 3 ил.

Наверх