НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ ТУРБИНЫ Российский патент 1994 года по МПК F25B11/00 

Изобретение относится к области энергетики, конкретнее к направляющим аппаратам центростремительных турбин с регулирующими сопловыми лопатками.

Известен направляющий аппарат турбодетандера, содержащий расположенные по окружности лопатки, закрепленные на пальцах рычагов, установленных с возможностью поворота в корпусе, вторые концы рычагов имеют пазы, сопряженные с плоскими лысками штифтов, подвижно сопряженных с соосным турбине кольцом, которое посредством роликоподшипников сопряжено с направляющей корпуса и соединено через закрепленный в нем палец с тангенциально расположенной тягой, связанной с регулирующим приводом.

Известное устройство содержит большое количество деталей и подвижных сопряжений, снижающих его надежность, усложняющих конструкцию, ухудшающих массогабаритные показатели. Установка кольца посредством роликоподшипников в высокотемпературной зоне газовой турбины (например, турбокомпрессора) создает проблемы в обеспечении его работоспособности.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. повышение надежности, технологичности, упрощение конструкции, снижение массы и габаритов направляющего аппарата.

Цель достигается исполнением рычагов коленчатыми с дополнительными пальцами, шарнирно соединенными с кольцом, причем рычаги расположены параллельно в одном направлении.

На фиг. 1 изображена турбина в осевом разрезе; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Турбина содержит корпус 1 с улиткой 2, впускным патрубком 3, выпускным патрубком 4. В корпусе на подшипниках 5 установлен вал 6 рабочего колеса 7 с радиальными лопатками 8. На входе рабочего колеса расположен направляющий аппарат с сопловыми лопатками 9, которые неподвижно установлены (напрессованы) на пальцы 10 коленчатых рычагов 11, которые с возможностью поворота установлены в корпусных стенках направляющего аппарата. Пальцы 12 рычагов шарнирно соединены с кольцом 13. Плечи рычагов 11 расположены одинаково, идентично, т. е. параллельно в одном направлении, кольцо 13 расположено эксцентрично, т. е. центр его смещен относительно оси рабочего колеса на величину e, равную межцентровому расстоянию R между осями пальцев коленчатых рычагов, диаметр D по центрам пальцев 10 равен межцентровому расстоянию D₁ отверстий в кольце 13.

Кольцо 13 шарнирно соединено с тягой 14, которая через отверстие в корпусе выведена наружу и кинематически соединена с регулирующим приводом, например, в виде упругой мембраны, выполненной из жаропрочной стали. Тяга 14 расположена под прямым углом (90^о) к среднему положению плеч рычагов 11 при повороте их в пределах угла 2 α, т. е. к положению, изображенному на фиг. 2 и отстоящему на угол α от крайнего положения рычага в процессе регулирования.

Возможны другие варианты регулирующего привода. Например, один из пальцев коленчатых рычагов в виде валика 15 может быть выведен наружу и снабжен приводом вращения с реверсом.

Аналогично валик 15 может быть выведен наружу с противоположного торца корпуса, т. е. со стороны выпускного патрубка 4.

Действует устройство следующим образом. При подаче сжатого газа через патрубок 3 и сопловые лопатки 9 на лопасти рабочего колеса 7 последнее приводится во вращение, отбор мощности осуществляется с вала 6. При изменении параметров рабочего газа, например при падении его расхода и давления, тяга 14, соединенная с регулирующим приводом (например, с пневмопроводом, действующим от давления газа в улитке) или кинематически связанная с регулятором цикловой подачи топлива в двигателе внутреннего сгорания, смещается в направлении от центра к периферии турбины и смещает кольцо 13 (на фиг. 2 вниз), синхронно поворачиваются коленчатые рычаги 11 с лопатками 9, последние становятся в положение 16 и уменьшают проходное сечение направляющего аппарата до оптимального, соответствующего максимальному КПД турбины.

Аналогичные действия происходят и при регулировании путем вращения валика 15.

Использование: в турбиностроении. Сущность изобретения: оборудование каждого из рычагов 11 дополнительными пальцами 12, шарнирно соединенными с кольцом 13, и расположение плеч рычагов параллельно в одном направлении позволяет повысить надежность направляющего аппарата турбины. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ ТУРБИНЫ, содержащий сопловые лопатки, установленные с возможностью поворота в корпусе на пальцах рычагов, связанных с кольцом, шарнирно соединенным с тягой регулирующего привода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, плечи рычагов расположены параллельно в одном направлении и снабжены дополнительными пальцами, шарнирно соединенными с кольцом. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что тяга расположена перпендикулярно к среднему положению рычагов. 3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что регулирующий привод связан по меньшей мере с одним поворотно установленным в корпусе пальцем коленчатого рычага, который выведен наружу.