Диффузор

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано при создании выхлопных диффузоров турбомашин и направлено на повышение надежности элементов турбомашин. Диффузор содержит внешний обвод 1, выполненный коническим, вблизи внутренней поверхности которого установлен пристеночный демпфер 2. Пристеночный демпфер 2 содержит конический экран 3, закрепленный соединительными профилями 4 на внутренней поверхности внешнего обвода 1, причем пространство между коническим экраном 3 и внешнем обводом 1 заполнено легкодеформируемым материалом 5, способным сохранять свои свойства при высоких температурах рабочей среды, например, минеральной ватой. При этом конический экран 3 выполнен перфорированным, а его образующие параллельны образующим внешнего обвода 1. 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании выхлопных диффузоров турбомашин.

Известен диффузор, содержащий внешний обвод, на внутренней стороне которого выполнены продольные канавки прямоугольного профиля глубиной от 2 до 4 мм (Зарянкин А.Е., Грибин В.Г., Парамонов А.Н. Некоторые пути повышения аэродинамической нагрузки на диффузорные элементы турбомашин. // Известия АН СССР. 1989. Выпуск 2. С. 40-44).

Недостатком настоящего технического решения является низкая надежность вследствие значительных динамических нагрузок, действующих на поверхность внешнего обвода.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является диффузор (Патент РФ №2469214, опубл. 10.12.2012, МПК F04D 29/44), содержащий внутренний и внешний обвод, выполненный коническим.

Недостатком настоящего технического решения является низкая надежность вследствие значительных динамических нагрузок, действующих на поверхность внешнего обвода.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в снижении вибраций диффузоров турбомашин за счет уменьшения амплитуд пульсаций давления.

Технический результат заключается в повышении надежности элементов турбомашин.

Это достигается тем, что известный диффузор, содержащий внешний обвод, выполненный коническим, снабжен пристеночным демпфером, установленным вблизи внутренней поверхности внешнего обвода и содержащим конический экран, закрепленный соединительными профилями на внутренней поверхности внешнего обвода, и легкодеформируемый материал с возможностью сохранения своих свойств при высоких температурах рабочей среды, расположенный в пространстве между коническим экраном и внешнем обводом, при этом конический экран выполнен перфорированным, а его образующие параллельны образующим внешнего обвода.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен диффузор, на фиг. 2 изображен продольный разрез диффузора, на фиг. 3 показано закрепление пристеночного демпфера к внешнему обводу, на фиг. 4 представлены результаты виброиспытаний предлагаемого диффузора.

Диффузор содержит внешний обвод 1, выполненный коническим, вблизи внутренней поверхности которого установлен пристеночный демпфер 2. Пристеночный демпфер 2 содержит конический экран 3, закрепленный соединительными профилями 4 на внутренней поверхности внешнего обвода 1, причем пространство между коническим экраном 3 и внешнем обводом 1 заполнено легкодеформируемым материалом 5, способным сохранять свои свойства при высоких температурах рабочей среды, например, минеральной ватой. При этом конический экран 3 выполнен перфорированным, а его образующие параллельны образующим внешнего обвода 1.

Диффузор работает следующим образом.

В рабочем процессе движение газообразной среды в проточной части диффузора сопровождается ростом статического давления. В основной зоне потока наблюдается превалирование инерционных сил над силами давления. С приближением к внутренней стороне внешнего обвода 1 в области пограничного слоя скорость рабочей среды уменьшается, в связи с чем изменяется баланс соотношения указанных сил. В результате возможно возникновение нестационарного отрыва потока от внешнего обвода 1, обуславливающего наличие пульсаций давления. Эти пульсации давления определяют уровень вибрационной нагрузки, которую испытывает внешний обвод 1.

Пристеночный демпфер 2 воспринимает пульсации давления, предотвращая тем самым разрушение диффузора. Конический экран 3, с одной стороны, обеспечивает поддержку легкодеформируемого материала 5, а с другой - обеспечивает газовую связь основного потока, протекающего в диффузоре, с легкодеформируемым материалом 5, осуществляющим гашение пульсаций давления за счет собственной деформации.

Также наличие легкодеформируемого материала 5 препятствует образованию вторичных токов в пространстве между поверхностью внешнего обвода 1 и коническим экраном 3, причиной которых является увеличение статического давления вдоль оси диффузора в направлении движения рабочей среды.

Опытным путем было установлено, что, по сравнению с обычным диффузором, виброперемещения, измеренные в среднем сечении внешнего обвода 1 диффузора с пристеночным демпфером 2, снизились на 40÷70%, причем этот эффект сохранился не только при осевом направлении движения потока (угол закрутки ϕ=0), но и при закрученном потоке (максимальный угол закрутки ϕmax=20°). Испытания проводились для диффузора с углом раскрытия внешнего обвода 1 α=15° и степенью расширения канала n=4. Кривая виброперемещений на фиг. 4, измеренных в среднем сечении внешнего обвода 1 для обычного диффузора, обозначена буквой "а", для диффузора с пристеночным демпфером 2 - буквой "б". Таким образом, достигается практически полное демпфирование пульсаций давления и обеспечивается надежная защита внешнего обвода 1 диффузора от высоких динамических нагрузок.

Использование изобретения позволяет повысить надежность элементов турбомашин за счет восприятия пристеночным демпфером 2 пульсаций давления, оказывающих разрушающее воздействие на внешний обвод 1 диффузора. Кроме того, при установке предлагаемого диффузора за последней ступенью газовой турбины легкодеформируемый материал 5 (минеральная вата) выступает в качестве дополнительного теплового изолятора, что позволяет снизить тепловые потери в системе отвода газа от газовой турбины.

Диффузор, содержащий внешний обвод, выполненный коническим, отличающийся тем, что он снабжен пристеночным демпфером, установленным вблизи внутренней поверхности внешнего обвода и содержащим конический экран, закрепленный соединительными профилями на внутренней поверхности внешнего обвода, и легкодеформируемый материал с возможностью сохранения своих свойств при высоких температурах рабочей среды, расположенный в пространстве между коническим экраном и внешнем обводом, при этом конический экран выполнен перфорированным, а его образующие параллельны образующим внешнего обвода.



 

Похожие патенты:

Электрически проводящая структура для пропускания и отвода электрического тока от основного тела выходной направляющей лопасти в наружную опорную структуру содержит обшивку из металла, покрывающую переднюю кромку основного тела лопасти, и электрически проводящую прокладку из металла, содержащую контактную часть, имеющую такой размер, чтобы перекрывать одним концом обшивку, и часть в виде шайбы, предназначенную для ввода болта для затягивания в опорную структуру, при этом одно или больше соединений, выбранных из группы, содержащей сварку, точечную сварку, пайку, соединение с помощью электрически проводящей пасты и зажим, создают соединение между концом обшивки и контактной частью.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к спрямляющим аппаратам компрессора газотурбинного двигателя. Спрямляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя, содержащий лопатки, установленные в корпусе компрессора, внутреннее кольцо, выполненное разборным, в котором по окружности выполнены прорези, в которых установлены хвостовики лопаток, основания каждого из которых выполнены под углом к продольной оси компрессора, уплотнительное кольцо, выполненное разборным, согласно изобретению содержит упругую проставку, выполненную разборной, установленную между уплотнительным кольцом и основаниями хвостовиков лопаток, причем поверхность упругой проставки, контактирующая с основаниями хвостовиков лопаток выполнена конической относительно продольной оси компрессора, при этом уплотнительное кольцо и внутреннее кольцо соединены друг с другом посредством заплечиков для возможности их взаимной фиксации в радиальном и осевом направлениях, причем в заплечике уплотнительного кольца, расположенном со стороны большего диаметра оснований хвостовиков лопаток, установлены винты, торец стержня каждого из которых контактирует с боковой поверхностью упругой проставки, кроме того, в хвостовике каждой из лопаток выполнена, по меньшей мере, одна проушина, в которой установлен фиксирующий элемент, контактирующий с участком внутренней поверхности внутреннего кольца.

Изобретение относится к системам охлаждения вентиляторного типа, содержащим неподвижные лопатки. Электрогенераторная установка содержит двигатель и генератор переменного тока, приводимый в действие указанным двигателем для выработки электрической энергии.

Изобретение относится к лопатке направляющего аппарата турбовентиляторного двигателя. Имеются тело композитной лопатки, выполненное из композитного материала из термоотверждающейся смолы или термопластической смолы и армированных волокон, и металлический кожух, который приклеивается к секции входной кромки тела композитной лопатки посредством мягкого адгезива.

Изобретение относится к диффузорам, вентиляторам и устройствам с вентиляторами. У диффузора имеется стенка (8), которая охватывает впускное отверстие с круглым сечением, переходящим по высоте стенки (8) диффузора (4) в угольное сечение на выпуске диффузора (4).

Изобретение относится к сегментированному композитному корпусу компрессора осевой турбомашины. Каждый сегмент 18, 20 образуется из первого полимерного материала и содержит по меньшей мере одну рабочую поверхность 28, образованную из второго полимерного материала, подвергающегося двухкомпонентному литьевому формованию с первым полимерным материалом сегмента.

Сектор лопаток статора для прикрепления к корпусу осевой турбомашины содержит несколько лопаток с платформами, соединенных таким образом, чтобы описывать дугу окружности, и с аэродинамическим профилем, выступающим из внутренней поверхности каждой платформы и направленным к центру дуги окружности, описанной платформами.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения. Газотурбинный двигатель включает компрессор высокого давления, спрямляющий аппарат которого размещен на двух упругих обечайках диффузора камеры сгорания.

Настоящее изобретение относится к статору компрессора осевой турбомашины. Статор содержит кольцевой ряд основных лопаток (26) статора и дополнительные лопатки (34), каждая из которых связана с основной лопаткой (26).

Настоящее изобретение относится к узлу (2) с лопатками (1), в частности, спрямляющего аппарата для компрессора турбомашины. Узел (2) с лопатками (1) содержит множество индивидуальных устройств (14А), воздействующих на поток, которые сформированы таким образом, чтобы создавать завихрения (16).

Компонент газотурбинного двигателя содержит внутренний бандаж, наружный бандаж и направляющие лопатки, выполненные из композиционного материала, имеющего переплетенное волоконное армирование, уплотненное матрицей. Волоконное армирование включает в себя комплект нитей, простирающихся непрерывно вдоль траектории, пролегающей продольно через две последовательно расположенные направляющие лопатки и проходящей через внутренний бандаж и наружный бандаж. Нити переплетенного волоконного армирования простираются непрерывно в круговом направлении вдоль всего сегмента внутреннего бандажа и всего сегмента наружного бандажа. При изготовлении компонента газотурбинного двигателя изготавливают переплетенную волоконную преформу, включающую в себя первый комплект нитей, проходящих непрерывно вдоль полной окружности первой части преформы, образующей преформу для внутреннего бандажа, и затем последовательно в продольном направлении вдоль вторых частей преформы, образующих преформы для направляющих лопаток, и также вдоль полной окружности третьей части преформы, образующей преформу для наружного бандажа. Нити первого комплекта нитей проходят последовательно вдоль упомянутых вторых частей преформы посредством прохождения от одной второй части преформы к следующей попеременно через первую часть преформы и через вторую часть преформы. Затем уплотняют волоконную преформу матрицей. Группа изобретений позволяет повысить механическую прочность компонент газотурбинного двигателя из композиционного материала. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к энергетике. Выпрямитель газотурбинного двигателя, содержащий множество лопаток, расположенных вокруг кольца с центром на оси газотурбинного двигателя, при этом каждая лопатка имеет переднюю кромку и проходит между концом ножки и концом головки. Передняя кромка на конце ножки каждой лопатки смещена в сторону входа в направлении оси газотурбинного двигателя относительно передней кромки на конце головки. Смещение передней кромки между ее двумя концами превышает на 10% высоту лопасти, измеренную в направлении оси газотурбинного двигателя, при этом касательная наборная кривая, образованная положением в касательном направлении к кольцу центров тяжести последовательных лопаточных секций по высоте лопатки, является кривой, постоянно увеличивающейся к спинке лопатки. Также представлен газотурбинный двигатель. Изобретение позволяет улучшить характеристики лопатки выпрямителя и уменьшить отрывы воздуха с головки лопатки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение касается способа и инструмента для сборки ступени выпрямления (1), включающего соосные внутреннюю обечайку (6) и наружную обечайку, соединенные радиальными лопатками (8), при этом способ состоит из этапа поддержания пластин (19) с упором на наружную поверхность внутренней обечайки (6), так чтобы пластины (19) покрывали герметично и, по меньшей мере, частично зазоры (15), образованные между отверстиями (10) внутренней обечайки (6) и лопатками (8), и этапа нанесения заливочной смолы (11) на внутреннюю поверхность (12) внутренней обечайки (6), так чтобы смола заполнила зазоры (15), а радиально внутренние концы лопаток (8) были утоплены в смоле (11). Изобретение позволяет устранить этап, заключающийся в нагнетании смолы с помощью шприца в упомянутые зазоры перед нанесением заливочной смолы на внутреннюю поверхность этой обечайки. Этот этап нагнетания смолы, являющийся тонкой и трудной для осуществления операцией, заменяется более простым и намного менее продолжительным этапом размещения и поддержания пластин с упором на наружную поверхность внутренней обечайки. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Турбовентиляторный реактивный двигатель содержит кожух вентилятора, секцию корпуса двигателя, лопатку статора, металлическую обшивку, пару соединительных несущих корпусов и проводник. Лопатка статора соединяет кожух вентилятора и секцию корпуса двигателя и выполнена из композитного материала, полученного из термореактивной смолы или термопластичной смолы и армирующих волокон. Металлическая обшивка покрывает по меньшей мере секцию передней кромки лопатки статора и предотвращает износ лопатки статора, обусловленный столкновением с частицами. Пара соединительных несущих корпусов, которые соединяют первый конец лопатки статора и кожух вентилятора, а также второй конец лопатки статора и секцию корпуса двигателя, выполнены из металла. Проводник проходит через пространство между секцией передней кромки лопатки статора и металлической обшивкой и электрически соединяет соединительные несущие корпуса на первом конце и втором конце лопатки статора. Причем ток молнии, который принимает на себя кожух вентилятора, проходит к стороне секции корпуса двигателя через проводник. Ток молнии, обусловленный ударом молнии, может быть отражен, обеспечивается одновременно функция по управлению воздушным потоком лопатки статора, выполненной из композитного материала, при этом легко проводится проверка. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано при создании выхлопных диффузоров турбомашин и направлено на повышение надежности элементов турбомашин. Диффузор содержит внешний обвод 1, выполненный коническим, вблизи внутренней поверхности которого установлен пристеночный демпфер 2. Пристеночный демпфер 2 содержит конический экран 3, закрепленный соединительными профилями 4 на внутренней поверхности внешнего обвода 1, причем пространство между коническим экраном 3 и внешнем обводом 1 заполнено легкодеформируемым материалом 5, способным сохранять свои свойства при высоких температурах рабочей среды, например, минеральной ватой. При этом конический экран 3 выполнен перфорированным, а его образующие параллельны образующим внешнего обвода 1. 4 ил.

Наверх