Силовая турбина

Изобретение относится к газотурбинным двигателям с силовой свободной турбиной. Силовая турбина содержит статор с размещенным в нем роликоподшипником и установленный в роликоподшипнике вал ротора турбины с дисками турбины. Внутреннее кольцо роликоподшипника силовой турбины установлено на промежуточной втулке, размещенной на валу силовой турбины и зафиксировано в осевом направлении с задней по потоку газа стороны установленной на валу гайкой через установленное на втулке пружинное кольцо. Гайка выполнена с кольцевым, осевым, направленным к роликоподшипнику ребром, размещенным с внешней стороны от пружинного кольца. Между промежуточной втулкой и валом выполнена кольцевая щелевая полость. С передней по потоку газа стороны на промежуточной втулке установлено лабиринтное кольцо с радиальными кольцевыми гребешками лабиринта, а также размещенное между лабиринтным кольцом и внутренним кольцом роликоподшипника регулировочное кольцо. К внешней поверхности регулировочного кольца обращено кольцевое радиальное ребро статорного фланца с образованием между ребром и гребешком лабиринтного кольца промежуточной кольцевой полости, соединенной на выходе радиальными каналами с масляной полостью опоры. Изобретение позволяет повысить надежность силовой турбины путем снижения напряжений, создаваемых во внутреннем кольце роликоподшипника валом силовой турбины, а также путем исключения попадания масла в воздушные полости и в газовый тракт турбины на пониженных режимах работы турбины. 3 ил.

 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям с силовой свободной турбиной.

Известна силовая турбина, включающая в себя статор с размещенным в статоре роликоподшипником и ротор с установленным в роликоподшипнике ротором турбины (патент US 6711887, МПК В64С 11/48, опубл. 19.04.2004). Недостатком такой конструкции являются повышенные температурные деформации внутреннего кольца роликоподшипника, что снижает надежность силовой турбины.

Наиболее близкой по конструкции к заявляемой и принятой за прототип является силовая турбина, включающая в себя статор с роликоподшипником и установленный в роликоподшипнике ротор турбины (патент US 7437877, МПК F02K 3/04, опубл. 2005-08-18).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность из-за попадания масла в воздушные полости турбины и из-за недостаточного ресурса роликоподшипника силовой турбины вследствие повышенной температурной деформации вала турбины.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности силовой турбины путем снижения напряжений, создаваемых во внутреннем кольце роликоподшипника валом силовой турбины, а также путем исключения попадания масла в воздушные полости и в газовый тракт турбины на пониженных режимах работы турбины.

Технический результат достигается тем, что в силовой турбине, содержащей статор с размещенным в ней роликоподшипником и установленный в роликоподшипнике вал ротора турбины с дисками турбины, согласно изобретению, внутреннее кольцо роликоподшипника силовой турбины установлено на промежуточной втулке, размещенной на валу силовой турбины и зафиксировано в осевом направлении с задней по потоку газа стороны установленной на валу гайкой через пружинное кольцо, причем гайка выполнена с кольцевым осевым направленным к роликоподшипнику ребром, размещенным с внешней стороны от пружинного кольца, а между промежуточной втулкой и валом выполнена кольцевая щелевая полость; с передней по потоку газа стороны на промежуточной втулке установлено лабиринтное кольцо с радиальными кольцевыми гребешками лабиринта, а также размещенное между лабиринтным кольцом и внутренним кольцом роликоподшипника регулировочное кольцо, к внешней поверхности которого обращено кольцевое радиальное ребро статорного фланца с образованием между ребром и гребешком лабиринтного кольца промежуточной кольцевой полости, соединенной на выходе радиальными каналами с масляной полостью опоры.

Установка внутреннего кольца роликоподшипника на промежуточную втулку, установленную, в свою очередь, на валу силовой турбины с радиальным зазором, а также осевая фиксация внутреннего кольца роликоподшипника гайкой через пружинное кольцо позволяет компенсировать избыточную радиальную и осевую температурные деформации высокотемпературного вала, повышая таким образом надежность роликоподшипника и газотурбинного двигателя.

Выполнение между кольцевым радиальным ребром статорного фланца и гребешком лабиринтного кольца промежуточной кольцевой полости, соединенной на выходе радиальными каналами с масляной полостью опоры силовой турбины, позволяет на пониженных режимах работы силовой турбины за счет центробежных сил сбрасывать частицы масла в масляную полость опоры, исключая, таким образом, попадание масла в газовый тракт силовой турбины.

На фиг. 1 показан продольный разрез силовой турбины;

На фиг. 2 показан продольный разрез роликоподшипника;

На фиг. 3 показан продольный разрез роликоподшипника.

Силовая турбина 1 включает в себя статор 2 с опорой 3 с размещенным в ней роликоподшипником 4, во внутреннем кольце 5 которого установлен через промежуточную втулку 6 вал 7 ротора 8 с дисками 9. Роликоподшипник 4 выполнен с роликами 10 и установлен в масляной полости 11 опоры 3. С задней стороны по потоку газа 12 в газовом тракте 13 турбины 1 от внутреннего кольца 5 роликоподшипника 4 на промежуточной втулке 6 установлено пружинное кольцо 14, которое совместно с внутренним кольцом 5 фиксируется в осевом положении установленной на валу 7 гайкой 15, которая выполнена с кольцевым осевым ребром 16, расположенным с внешней стороны от пружинного кольца 14. В окружном направлении гайка 15 относительно вала 6 фиксируется замком 17. С внутренней стороны от внутреннего кольца 5 роликоподшипника 4, между промежуточной втулкой 6 и валом 7 выполнена кольцевая щелевая полость 18.

С передней по потоку газа 12 стороны на промежуточной втулке 6 установлено лабиринтное кольцо 19 с радиальными кольцевыми гребешками 20, а также размещенное между лабиринтным кольцом 19 и внутренним кольцом 5 роликоподшипника 4 регулировочное кольцо 21, к внешней поверхности 22 которого обращено кольцевое радиальное ребро 23 статорного фланца 24 с образованием между ребром 23 и гребешками 20 промежуточной кольцевой полости 25, соединенной на выходе радиальными каналами 26 с масляной полостью 11 опоры 3. Кольцевая полсть 25 отделена от воздушной полости 27 гребешками 20 лабиринтного кольца 19.

Работает данное устройство следующим образом. При работе силовой турбины 1 вал 7 имеет существенно более высокую температуру по сравнению с температурой внутреннего кольца 5 роликоподшипника 4, что приводит к повышенной радиальной температурной деформации вала 7 по сравнению с температурной деформацией внутреннего кольца 5 роликоподшипника 4. Однако это не приводит к заклиниванию роликоподшипника 4 и к поломке внутреннего кольца 5, так как повышенная радиальная температурная деформация вала 7 парируется кольцевой щелевой полостью 18, расположенной с внутренней стороны от кольца 5. Осевая повышенная температурная деформация вала 7 парируется за счет упругости пружинного кольца 14, что сохраняет осевую фиксацию внутреннего кольца 5 роликоподшипника 4. При монтаже ротора 8 в статор 2 гайка 15 должна перемещаться в осевом направлении под роликами 10 роликоподшипника 4, что могло бы привести к повреждению роликов 10 пружинным кольцом 14. Однако этого не происходит, так как пружинное кольцо 14 прикрыто с внешней стороны осевым кольцевым ребром 16 гайки 15.

Таким образом, выполнение предлагаемого изобретения с вышеуказанными отличительными признаками, в совокупности с известными признаками, заявляемого изобретения, позволяет повысить надежность силовой турбины путем снижения напряжений, создаваемых во внутреннем кольце роликоподшипника валом силовой турбины, а также путем исключения попадания масла в воздушные полости и в газовый тракт турбины на пониженных режимах работы турбины.

Силовая турбина, содержащая статор с размещенным в нем роликоподшипником и установленный в роликоподшипнике вал ротора турбины с дисками турбины, отличающаяся тем, что внутреннее кольцо роликоподшипника силовой турбины установлено на промежуточной втулке, размещенной на валу силовой турбины и зафиксировано в осевом направлении с задней по потоку газа стороны установленной на валу гайкой через установленное на втулке пружинное кольцо, причем гайка выполнена с кольцевым, осевым, направленным к роликоподшипнику ребром, размещенным с внешней стороны от пружинного кольца, а между промежуточной втулкой и валом выполнена кольцевая щелевая полость; с передней по потоку газа стороны на промежуточной втулке установлено лабиринтное кольцо с радиальными кольцевыми гребешками лабиринта, а также размещенное между лабиринтным кольцом и внутренним кольцом роликоподшипника регулировочное кольцо, к внешней поверхности которого обращено кольцевое радиальное ребро статорного фланца с образованием между ребром и гребешком лабиринтного кольца промежуточной кольцевой полости, соединенной на выходе радиальными каналами с масляной полостью опоры.



 

Похожие патенты:

Коробка приводов содержит картер, образующий камеру для размещения смазываемых маслом вращающихся элементов, трубчатую муфту, соединяемую с вращающимися элементами и выполненную с возможностью приведения во вращение вала, а также средства сбора масла для смазки вращающихся элементов и доставки масла за счет стекания к шлицам с целью их смазки.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к масляной системе авиационного газотурбинного двигателя. Магистрали подвода масла к масляным полостям подшипников ротора компрессора и коробки привода агрегатов сообщены с восходящей ветвью сифонного затвора, а магистраль подвода масла в масляную полость подшипника турбины сообщена с нисходящей ветвью сифонного затвора.

Изобретение относится к области авиационного моторостроения и может быть использовано в межроторных опорах газотурбинных двигателей. Межроторная опора газотурбинного двигателя включает подшипник скольжения, содержащий внутреннее кольцо подшипника, выполненное из композиционного материала на основе дисперсно-упрочненного реакционно-спеченного карбонитрида кремния и закрепленное на валу ротора низкого давления, наружное кольцо, выполненное из металлокерамоматричного материала на основе нитрида титана при определенном соотношении компонентов и расположенное внутри вала ротора высокого давления, а опора снабжена шарнирным элементом, представляющим собой опорное кольцо, выполненное из жаропрочной стали, установленное на наружном кольце подшипника.

Изобретение относится к упругодемпферным опорам турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Упругодемпферная опора турбины, содержащая корпус опоры с установленными внутри корпуса внешним и внутренним упругими элементами с щелевой масляной полостью между ними, а также разделяющую масляную и воздушную полости обечайку, при этом внешняя поверхность корпуса опоры выполнена цилиндрической с установленным на ней телескопически в осевом направлении внутренним фланцем обечайки с уплотнительным элементом в кольцевой канавке, а щелевая масляная полость соединена равномерно расположенными по окружности каналами с кольцевыми канавками подвода масла в двух радиальных плоскостях.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и касается масляной системы газотурбинного двигателя маневренного самолета. Перепускной клапан установлен за топливомасляным теплообменником, а выход из перепускного клапана сообщен трубопроводом с внутренней полостью циркуляционного отсека так, что выходное отверстие трубопровода расположено в верхней полости циркуляционного отсека и направлено в сторону перегородки, отделяющей отсеки друг от друга.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения и касается устройства для смазки опорного подшипника ротора турбомашины, в частности авиационного двухроторного газотурбинного двигателя самолета (ГТД).

Изобретение относится к способу смазки и охлаждения опор авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано в двигателях, где привод маслоагрегатов осуществляется непосредственно от ротора ГТД, а маслоагрегаты и коммуникации маслосистемы установлены внутри ГТД.

Газотурбинный двигатель содержит вентилятор, компрессорную секцию, камеру сгорания, сообщающуюся по текучей среде с компрессорной секцией, турбинную секцию, сообщающуюся по текучей среде с камерой сгорания, а также систему изменения скорости.

Изобретение относится к газотурбинной установке, содержащей турбинный кожух, в котором расположены компрессор, турбина высокого давления и силовая турбина. Газовая турбина содержит систему вентиляции, предназначенную для охлаждения внутреннего пространства турбинного кожуха, а также контур подачи смазочного масла.

Изобретение относится к способу смазки авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано в двигателях, где привод маслоагрегатов осуществляется непосредственно от ротора ГТД, а маслоагрегаты и коммуникации маслосистемы установлены внутри ГТД.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для формообразования радиальных торцевых канавок на деталях турбины газотурбинного двигателя на профилешлифовальных станках с числовым программным управлением (ЧПУ).

Описан роторно-статорный агрегат для газотурбинного двигателя, причем агрегат содержит лопатку (2) ротора, имеющую слой (8) керамического материала, образующий истирающее покрытие, нанесенное на ее законцовку, причем упомянутый слой состоит в основном из диоксида циркония и имеет коэффициент пористости, меньший или равный 15%; и статор (4), расположенный вокруг лопатки ротора и предусмотренный с обращенным к законцовке лопатки ротора слоем (6) керамического материала, образующим истираемое покрытие, причем упомянутый слой состоит в основном из диоксида циркония и имеет коэффициент пористости в диапазоне 20-50%, с порами, имеющими размер, меньший или равный 50 мкм.

Турбина // 2645892
Турбина реактивного двигателя содержит корпус турбины, лопатки турбины, кожух. Корпус турбины имеет цилиндрическую форму.

Инструмент для отвинчивания соединительной гайки ротора модуля газотурбинного двигателя содержит трубчатый элемент, поперечный диск, механизм привода пальцев относительно поперечного диска и осевые стержни.

Отвинчивающая инструментальная оснастка для отвинчивания соединительной гайки ротора модуля турбореактивного двигателя содержит передний отвинчивающий инструмент и предотвращающий вращение инструмент, предназначенный для блокирования любого вращательного движения ротора вокруг его оси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к многослойному сварному шву. Многослойный сварной шов, сформированный на участке поверхности турбинного ротора из высокохромистой стали, контактирующем с подшипником, содержащий нижний и верхний наплавленные слои, при этом нижний наплавленный слой содержит, в вес.%: С от 0,05 до 0,2, Si от 0,1 до 1,0, Mn от 0,3 до 1,5, Cr от 4,0 до менее 6,5, Мо от 0,5 до 1,5, Fe и неизбежные примеси - остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к защитному покрытию для защиты конструкционной детали от коррозии и/или окисления. Безрениевый сплав на основе никеля, обладающий стойкостью к коррозии и/или окислению, содержит, в вес.%: кобальт 24-26, хром 12-15, алюминий 10,5-11,5, по меньшей мере один элемент из скандия и/или редкоземельных элементов, в частности иттрий, 0,1-0,7, тантал 0,1-3, необязательно кремний 0,05-0,6, никель - остальное.

Изобретение относится к энергетике. Способ измерения геометрических деформаций компонента турбины, в частности канавки ротора или хвостовика лопатки, при котором обеспечивают компонент турбины, или канавку ротора, или хвостовик лопатки, соответственно, по меньшей мере одной измерительной меткой, используют упомянутую измерительную метку в качестве опорной точки для определения при первом измерении некоторой длины, эксплуатируют турбину в течение некоторого периода времени, определяют при втором измерении упомянутую длину вновь с использованием упомянутой измерительной метки в качестве опорной точки после упомянутого периода времени эксплуатации и сравнивают измеренные длины.

Изобретение относится к энергетике. Гибкая поворотная конструкция неразрушающего контроля содержит продольный корпус и привод, позволяющий изменять изгиб части продольного корпуса, причем привод удерживается держателем, сопряженным с продольным корпусом, дистальная часть которого расположена в стороне или смещена относительно продольного корпуса и соединена с частью продольного корпуса посредством проволоки натяжения.

Изобретение относится к роторным машинам, а именно к способам сборки двух роторов, имеющих несовпадающие фланцевые отверстия. .

Изобретение относится к магнитному подшипнику (1), заключенному в кожух и предназначенному для ротационной установки, содержащей ротор (4). Магнитный подшипник (1) сдержит статорный магнитопровод (5), прикрепленный к неподвижному опорному компоненту (2), причем статорный магнитопровод (5) содержит по меньшей мере одну обмотку (6) и ферромагнитное тело (7), размещенные в металлическом защитном ограждении.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям с силовой свободной турбиной. Силовая турбина содержит статор с размещенным в нем роликоподшипником и установленный в роликоподшипнике вал ротора турбины с дисками турбины. Внутреннее кольцо роликоподшипника силовой турбины установлено на промежуточной втулке, размещенной на валу силовой турбины и зафиксировано в осевом направлении с задней по потоку газа стороны установленной на валу гайкой через установленное на втулке пружинное кольцо. Гайка выполнена с кольцевым, осевым, направленным к роликоподшипнику ребром, размещенным с внешней стороны от пружинного кольца. Между промежуточной втулкой и валом выполнена кольцевая щелевая полость. С передней по потоку газа стороны на промежуточной втулке установлено лабиринтное кольцо с радиальными кольцевыми гребешками лабиринта, а также размещенное между лабиринтным кольцом и внутренним кольцом роликоподшипника регулировочное кольцо. К внешней поверхности регулировочного кольца обращено кольцевое радиальное ребро статорного фланца с образованием между ребром и гребешком лабиринтного кольца промежуточной кольцевой полости, соединенной на выходе радиальными каналами с масляной полостью опоры. Изобретение позволяет повысить надежность силовой турбины путем снижения напряжений, создаваемых во внутреннем кольце роликоподшипника валом силовой турбины, а также путем исключения попадания масла в воздушные полости и в газовый тракт турбины на пониженных режимах работы турбины. 3 ил.

Наверх