Регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины



Регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины
Регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины
Регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины

 


Владельцы патента RU 2614456:

Публичное акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ПАО "УМПО" (RU)

Изобретение может быть использовано для конструирования узлов компрессора с регулируемым направляющим аппаратом, преимущественно для газотурбинного двигателя. Регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины содержит двухопорные поворотные лопатки 1 с внутренними цапфами 4, размещенными между наружным корпусом 2 и разъемным кольцом 3, и фторопластовые втулки 6, каждая из которых контактирует с поверхностью внутренней цапфы 4 поворотной лопатки и ответным радиальным отверстием разъемного кольца 3. Контактирующие поверхности внутренних цапф 4 и фторопластовых втулок 6 выполнены сферическими. На каждой втулке 6 выполнены прорези 7. В зависимости от материала и толщины втулки глубина прорези 7 составляет не более 2/3 длины втулки, а количество прорезей составляет по меньшей мере два. Изобретение позволяет повысить износостойкость фторопластовой втулки и уменьшить изнашивание нижней цапфы поворотной лопатки. 2 ил.

 

Изобретение относится к конструированию узлов компрессора с регулируемым направляющим аппаратом (НА), преимущественно для газотурбинного двигателя (ГТД).

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбран регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины, содержащий двухопорные поворотные лопатки с внутренними цапфами, размещенными между наружным корпусом и разъемным кольцом, и фторопластовые втулки, каждая из которых контактирует с поверхностью внутренней цапфы поворотной лопатки и ответным радиальным отверстием разъемного кольца.

/RU 38861 U, F04D 29/56, 10.07.2004/ - прототип.

Основными недостатками такого технического решения являются значительные монтажные напряжения во фторопластовой втулке после сборки, возникающие в результате отклонений формы деталей направляющего аппарата и приводящие к ее повышенному износу в процессе работы газотурбинного двигателя.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение ресурса и надежности узла соединения каждой поворотной лопатки с внутренним кольцом и регулируемого направляющего аппарата в целом.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства, является повышение износостойкости фторопластовой втулки, уменьшение изнашивания нижней цапфы поворотной лопатки и, как следствие, увеличение ресурса и надежности узла соединения каждой поворотной лопатки с внутренним кольцом и регулируемого НА в целом.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины содержит двухопорные поворотные лопатки с внутренними цапфами, размещенными между наружным корпусом и разъемным кольцом, и фторопластовые втулки, каждая из которых контактирует с поверхностью внутренней цапфы поворотной лопатки и ответным радиальным отверстием разъемного кольца, по предложению контактирующие поверхности внутренних цапф и фторопластовых втулок выполнены сферическими, на каждой втулке выполнены прорези, при этом в зависимости от материала и толщины втулки глубина прорези составляет не более 2/3 длины втулки, а количество прорезей составляет, по меньшей мере, 2.

Наличие сферической пары трения позволяет исключить монтажные напряжения во фторопластовой втулке от изгибающего момента, возникающего в случае отклонения оси поворотной лопатки НА или оси радиального отверстия внутреннего кольца от радиального направления осевого компрессора при отклонении геометрии деталей в производстве, что приводит к повышению износостойкости фторопластовой втулки и, как следствие, увеличению ресурса и надежности узла соединения каждой поворотной лопатки с внутренним кольцом и регулируемого НА в целом.

Сущность настоящего изобретения поясняется фигурами 1, 2. На фиг. 1 представлен продольный разрез регулируемого направляющего аппарата осевого компрессора турбомашины. На фиг. 2 представлен поперечный разрез фторопластовой втулки, изображенной на фиг. 1.

Регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины содержит двухопорные поворотные лопатки 1, размещенные между наружным корпусом 2 и внутренним разъемным кольцом 3, внутренние сферические цапфы 4 двухопорных поворотных лопаток 1, размещенные в ответных радиальных отверстиях 5 во внутреннем разъемном кольце 3, и фторопластовые втулки 6. Фторопластовые втулки 6 установлены по наружному диаметру каждой из нижних сферических цапф 4 двухопорных поворотных лопаток 1. На фторопластовых втулках 6 выполнены прорези 7 и расположенные между ними лапки 8.

Сборка узла осуществляется следующим образом: на внутренние сферические цапфы 4 поворотных направляющих лопаток 1, установленных в наружном корпусе 2, надевают фторопластовые втулки 6 путем приложения к последним усилия, в результате действия которого лапки 8 расходятся, охватывают внутренние сферические цапфы 4. При этом фторопластовые втулки 6 удерживаются на них за счет упругих сил, возникающих в лапках 8, обеспечивающих совместность их перемещений. После чего собираются в единое целое части внутреннего разъемного кольца 3, которое охватывает фторопластовые втулки 6 соответствующими радиальными отверстиями 5.

Сферические пары трения в соединении между внутренними сферическими цапфами 4 и фторопластовыми втулками 6 позволяют исключить монтажные изгибные нагрузки, возникающие из-за отклонений соосности двухопорных поворотных лопаток 1 с ответными радиальными отверстиями 5 при изготовлении.

В процессе эксплуатации поворотная направляющая лопатка 1 поворачивается в зависимости от режима работы турбомашины на тот или иной угол. В наружной опоре поворотные направляющие лопатки 1 закреплены с фиксированным зазором, необходимым для ее поворота без заедания. Между близлежащими торцами поворотных направляющих лопаток 1 и фторопластовых втулок 6 имеется технический зазор. Он необходим для компенсации набегания допусков и взаимных температурных расширений и перемещений деталей при эксплуатации. Соединение поворотной направляющей лопатки 1 с фторопластовой втулкой 6, по существу, выполнено в виде сферического подшипника скольжения сухого трения, работающего в запыленной среде и при больших температурах. Также фторопластовая втулка 6 может смещаться вдоль своей оси внутри радиального отверстия 5 совместно с внутренней сферической цапфой 4. Данные соединения подвержены влиянию нагрузок с поворотной направляющей лопатки 1, возникающих от воздействия на нее горячего пульсирующего воздуха. Пульсация и влияние внутренних сферических цапф 4 при их повороте на более мягкие фторопластовые втулки 6 вызывает износ последних. Разрушение фторопластовых втулок 6 может привести к последующему износу других деталей описанного соединения. Реализация в нем сферического подшипника практически исключает монтажные нагрузки на фторопластовую втулку 6 при сборке внутреннего разъемного кольца 3, что снижает нагрузки со стороны внутренней сферической цапфы 4 на последнюю и в процессе работы. Добиваясь меньшего износа фторопластовой втулки 6, мы увеличиваем ресурс работы данного соединения, от качества работы которого зависит точность поворота поворотных направляющих лопаток 1, кпд осевого компрессора и ресурс всего узла в целом.

Регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины, содержащий двухопорные поворотные лопатки с внутренними цапфами, размещенными между наружным корпусом и разъемным кольцом, и фторопластовые втулки, каждая из которых контактирует с поверхностью внутренней цапфы поворотной лопатки и ответным радиальным отверстием разъемного кольца, отличающийся тем, что контактирующие поверхности внутренних цапф и фторопластовых втулок выполнены сферическими, на каждой втулке выполнены прорези, при этом в зависимости от материала и толщины втулки глубина прорези составляет не более 2/3 длины втулки, а количество прорезей составляет по меньшей мере 2.



 

Похожие патенты:

Компрессор содержит поворотные статорные лопатки. Лопатка компрессора имеет аэродинамическую часть заданного профиля по существу в соответствии со значениями X, Y и Z декартовой системы координат, приведенными в масштабируемой таблице, которая выбрана из группы таблиц, состоящей из Таблиц 1-2, и в которой значения X, Y и Z декартовой системы координат являются безразмерными значениями, преобразуемыми в размерные расстояния путем умножения значений X, Y и Z декартовой системы координат на некоторое число, причем координаты X и Y представляют собой координаты, которые, будучи соединенными непрерывными дугами, определяют сечения профиля аэродинамической части на каждой высоте Z, при этом сечения профиля аэродинамической части на каждой высоте Z плавно соединены друг с другом с формированием полной формы аэродинамической части.

Изобретение относится к конструированию узлов компрессора с регулируемым направляющим аппаратом, преимущественно для газотурбинного двигателя. Регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины содержит двухопорные поворотные лопатки, размещенные между наружным корпусом и внутренним разъемным кольцом, а также фторопластовые втулки.

Изобретение относится к высоконапорным компрессорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Высоконапорный компрессор включает в себя консольные лопатки поворотного направляющего аппарата, установленные внешними цапфами в Г-образном кольцевом ребре наружного корпуса.

Управляющее устройство для управления поворотными лопатками турбомашины включает множество поворотных лопаток, ориентированных радиально относительно оси турбомашины, и кольцевой управляющий участок для управления поворотом лопаток.

Группа изобретений относится к насосному устройству (2), устанавливаемому коаксиально в трубе (3), и насосной системе (1), содержащей насосное устройство (2). Насосное устройство (2) включает осевой или радиально-осевой насос, содержащий направляющую трубку (7), расположенную вокруг участка рабочего колеса насосного устройства (2).

Изобретение относится к конструкции статора компрессора газотурбинного двигателя авиационного и наземного применения с поворотными лопатками. Статор компрессора газотурбинного двигателя включает поворотные направляющие лопатки, установленные наружными цапфами в разъемном наружном корпусе, а внутренними - в разъемных внутренних кольцах.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях турбомашин, в частности в узлах соединения гидроцилиндра привода направляющих аппаратов с промежуточным корпусом газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к осевому компрессору (10), содержащему ограничивающий радиально снаружи кольцеобразный проточный канал (36) корпус, в котором удерживаются с возможностью поворота проходящие через проточный канал (36) направляющие лопатки (14) венца направляющих лопаток, при этом каждая направляющая лопатка (14) имеет для удерживания внутреннего кольца (32) на стороне ротора цапфу (26).

Изобретение относится к статорам компрессоров газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Статор компрессора включает в себя внешний (2) и внутренний (3) корпуса, соединенные между собой передним (5) и задним (6) по потоку воздуха (4) упругими коническими фланцами, а также перфорированную кольцевую обечайку (7) с отверстиями (10) подачи воздуха, размещенную с внешней стороны от внутреннего корпуса (3).

Газотурбинный двигатель содержит корпус со статорной ступенью, имеющей лопатки с изменяемым углом установки, управляемые приводным кольцом, соосно окружающим упомянутый корпус.

Изобретение относится к конструированию узлов компрессора с регулируемым направляющим аппаратом, преимущественно для газотурбинного двигателя. Регулируемый направляющий аппарат осевого компрессора турбомашины содержит двухопорные поворотные лопатки, размещенные между наружным корпусом и внутренним разъемным кольцом, а также фторопластовые втулки.

Изобретение относится к высоконапорным компрессорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Высоконапорный компрессор включает в себя консольные лопатки поворотного направляющего аппарата, установленные внешними цапфами в Г-образном кольцевом ребре наружного корпуса.

Управляющее устройство для управления поворотными лопатками турбомашины включает множество поворотных лопаток, ориентированных радиально относительно оси турбомашины, и кольцевой управляющий участок для управления поворотом лопаток.

Изобретение относится к конструкции статора компрессора газотурбинного двигателя авиационного и наземного применения с поворотными лопатками. Статор компрессора газотурбинного двигателя включает поворотные направляющие лопатки, установленные наружными цапфами в разъемном наружном корпусе, а внутренними - в разъемных внутренних кольцах.

Изобретение относится к осевому компрессору (10), содержащему ограничивающий радиально снаружи кольцеобразный проточный канал (36) корпус, в котором удерживаются с возможностью поворота проходящие через проточный канал (36) направляющие лопатки (14) венца направляющих лопаток, при этом каждая направляющая лопатка (14) имеет для удерживания внутреннего кольца (32) на стороне ротора цапфу (26).

Способ и установка для выработки электроэнергии, в которых используется турбодетандер, имеющий по меньшей мере две ступени расширения и соединенный с генератором.

Способ регулирования расхода воздуха в центробежном компрессоре (10) турбомашины заключается в обеспечении распределения воздуха через первую кольцевую решетку (G1) лопастей (24) с изменяемым углом установки.

Газотурбинный двигатель содержит корпус со статорной ступенью, имеющей лопатки с изменяемым углом установки, управляемые приводным кольцом, соосно окружающим упомянутый корпус.

Изобретение относится к регулируемым направляющим аппаратам компрессоров многорежимных авиационных газотурбинных двигателей. Статор компрессора газотурбинного двигателя содержит корпус, поворотные лопатки направляющего аппарата, три кольцевые обоймы и три опорных элемента.

Устройство (3) для регулирования регулируемых направляющих лопаток (10, 11) компрессора газотурбинного двигателя с осевым потоком содержит управляющий стержень (50) для регулирования углового положения лопаток (10, 11) и вращающийся вал (61), с которым шарнирно соединен управляющий стержень (50).
Наверх