Изготовление рабочего колеса турбомашины путем сборки трубчатых компонентов - заявка 2016150916 на патент на изобретение в РФ

1. Способ изготовления рабочего колеса турбомашины, содержащего диск, бандаж, рабочие лопатки, расположенные между диском и бандажом, и проточные каналы, расположенные между смежными лопатками, причем указанный способ включает
изготовление трубчатых компонентов, каждый из которых образует соответствующий проточный канал рабочего колеса и имеет впускное отверстие и выпускное отверстие,
сборку трубчатых компонентов друг с другом с образованием набора трубчатых компонентов, расположенных по кругу вокруг оси рабочего колеса, при этом между смежными трубчатыми компонентами оставляют пустые зазоры,
заполнение указанных пустых зазоров порошковым материалом,
уплотнение порошкового материала, находящегося в пустых зазорах, путем горячего изостатического прессования.
2. Способ по п. 1, в котором при изготовлении трубчатых компонентов указанные компоненты изготавливают способом аддитивного производства или гидравлического формования.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором формируют оболочку бандажа и оболочку диска, при этом трубчатые компоненты, расположенные по кругу, размещают между указанными оболочками и соединяют с ними.
4. Способ по п. 3, в котором между оболочкой бандажа и трубчатыми компонентами оставляют первую пустую полость, заполняют указанную первую полость порошковым материалом, уплотняют порошковый материал в первой полости путем горячего изостатического прессования.
5. Способ по п. 3 или 4, в котором между оболочкой диска и трубчатыми компонентами оставляют вторую пустую полость, заполняют указанную вторую полость порошковым материалом, уплотняют порошковый материал во второй полости путем горячего изостатического прессования.
6. Способ по любому из пп. 3-5, в котором к оболочке диска прикрепляют ступицу рабочего колеса.
7. Способ по п. 6, в котором ступицу рабочего колеса и оболочку диска присоединяют друг к другу путем диффузионного соединения или сварки.
8. Способ по любому из пп. 4-7, в котором оболочку бандажа и/или оболочку диска формируют из цельной заготовки.
9. Способ по любому из пп. 3-7, в котором при формировании оболочки бандажа изготавливают сегменты оболочки бандажа и соединяют указанные сегменты друг с другом.
10. Способ по п. 9, в котором сегменты оболочки бандажа изготавливают способом аддитивного производства.
11. Способ по любому из пп. 3-7, 9 и 10, в котором при формировании оболочки диска изготавливают сегменты оболочки диска и соединяют указанные сегменты друг с другом.
12. Способ по п. 11, в котором сегменты оболочки диска изготавливают способом аддитивного производства.
13. Способ по любому из пп. 1-3, в котором при изготовлении каждого трубчатого компонента одновременно выполняют формирование сегмента бандажа и/или сегмента диска за одно целое с соответствующим трубчатым компонентом и формируют бандаж и/или диск рабочего колеса путем сборки трубчатых компонентов друг с другом.
14. Способ по п. 13, в котором между каждым трубчатым компонентом и сегментом диска и/или сегментом бандажа образуют пустую полость,
при сборке трубчатых компонентов друг с другом образуют по меньшей мере одну пустую кольцевую полость, расположенную между трубчатыми компонентами и оболочкой бандажа, образованной сегментами бандажа, или между трубчатыми компонентами и оболочкой диска, образованной сегментами диска,
указанную пустую кольцевую полость заполняют порошковым материалом,
порошковый материал, находящийся в кольцевой полости, уплотняют путем горячего изостатического прессования.
15. Способ по п. 13 или 14, в котором каждый сегмент диска содержит сегмент ступицы.
16. Способ по п. 15, в котором сегмент ступицы имеет пустой объем, окруженный оболочкой.
17. Способ по п. 16, в котором при сборке трубчатых компонентов и соответствующих сегментов диска друг с другом в ступичной части рабочего колеса образуют пустую кольцевую полость,
указанную пустую кольцевую полость заполняют порошковым материалом,
порошковый материал, находящийся в кольцевой полости, уплотняют путем горячего изостатического прессования.
18. Способ изготовления рабочего колеса турбомашины, содержащего диск, бандаж, рабочие лопатки, расположенные между диском и бандажом, и проточные каналы, образованные между смежными лопатками, причем указанный способ включает
изготовление сегментов рабочего колеса, каждый из которых содержит трубчатый компонент, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие и образующий соответствующий проточный канал между лопатками рабочего колеса, сегмент бандажа и сегмент диска,
сборку и соединение сегментов рабочего колеса друг с другом, при этом между трубчатыми компонентами смежных сегментов рабочего колеса оставляют пустые зазоры,
заполнение указанных пустых зазоров порошковым материалом,
уплотнение порошкового материала, находящегося в пустых пространствах, путем горячего изостатического прессования.
19. Способ по п. 18, в котором каждый сегмент рабочего колеса имеет пустой объем в соответствующем сегменте диска, при этом пустые объемы сегментов диска образуют пустую кольцевую полость после сборки и соединения сегментов рабочего колеса друг с другом, и указанную пустую кольцевую полость заполняют порошковым материалом, который уплотняют путем горячего изостатического прессования.
20. Способ по п. 18 или 19, в котором каждый сегмент рабочего колеса имеет пустой объем в соответствующем сегменте бандажа, при этом пустые объемы сегментов бандажа образуют пустую кольцевую полость после сборки и соединения сегментов рабочего колеса друг с другом, и указанную пустую кольцевую полость заполняют порошковым материалом, который уплотняют путем горячего изостатического прессования.
21. Рабочее колесо турбомашины, содержащее диск, бандаж, рабочие лопатки, расположенные между диском и бандажом, и проточные каналы между смежными лопатками, при этом каждая лопатка содержит внутренний сердечник из уплотненного порошкового материала, соединяющий части оболочки лопатки, образующие сторону пониженного давления и сторону повышенного давления соответствующей лопатки.
22. Рабочее колесо по п. 21, в котором внутренний объем между проточными каналами и оболочкой бандажа заполнен уплотненным порошковым материалом, соединяющим оболочку бандажа с лопатками.
23. Рабочее колесо по п. 21 или 22, в котором внутренний объем между проточными каналами и оболочкой диска заполнен уплотненным порошковым материалом, соединяющим оболочку диска с лопатками.
Наверх