ОБОГРЕВАЕМЫЙ ПОВОРОТНЫЙ НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ КОМПРЕССОРА Российский патент 2001 года по МПК F04D29/56 F04D29/58 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, а более конкретно - к обогреваемым поворотным направляющим аппаратам осевого компрессора ГТД.

Известен обогреваемый входной направляющий аппарат компрессора, обогреваемая лопатка в котором выполнена с накладным носком, приваренным к телу лопатки. [1].

Известная конструкция обладает низкой надежностью из-за высоких термических напряжений, возникающих при обогреве лопаток, так как тонкостенный носок на переходных режимах подогревается и охлаждается значительно быстрее массивной лопатки.

Наиболее близким к заявляемому является обогреваемый входной направляющий аппарат, в котором обогреваемая лопатка выполнена с приваренным носком и щелью в теле лопатки, причем сварные швы, с помощью которых приварен носок, выполнены напротив друг друга со стороны спинки и корыта. [2].

Недостатком известной конструкции является низкая надежность из-за невозможности качественного контроля сварных швов рентгенопросвечиванием, так как при рентгенопросвечивании стенок швы накладываются друг на друга (при рентгенопросвечивании, перпендикулярном к поверхности профиля лопатки). При просвечивании, касательном к поверхности профиля лопатки, резко увеличивается толщина просвечиваемого материала и ухудшается качество контроля. Плохой контроль качества сварных швов приводит к пропуску непроваров и раковин, что ведет к утечке обогревающего воздуха, обледенению и к поломке компрессора.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности компрессора за счет обеспечения качества контроля сварных швов лопатки при рентгенопросвечивании и их герметичности при работе двигателя.

Сущность технического решения заключается в том, что в обогреваемом поворотном направляющем аппарате компрессора, содержащем лопатку с пером, с приваренным к лопатке носком и с щелью, согласно изобретению, щель образована осевыми выступами носка и пера, причем сварные швы между носком и пером лопатки разнесены между собой в осевом направлении и не совпадают с боковыми поверхностями щели.

Образование щели осевыми выступами носка и пера, причем сварные швы между носком и пером лопатки разнесены между собой в осевом направлении и не совпадают с боковыми поверхностями щели способствует тому, что при рентгенопросвечивании, перпендикулярном профилю пера лопатки, рентгеновские изображения швов не накладываются друг на друга, а изображение боковой стенки не затеняет изображения сварного шва, что обеспечивает качественный контроль швов и их герметичность при работе двигателя, тем самым исключаются паразитные утечки обогревающего воздуха и обледенения лопатки, повышая надежность компрессора.

На фиг. 1 - изображен обогреваемый поворотный направляющий аппарат компрессора.

На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 в увеличенном виде.

Обогреваемый поворотный направляющий аппарат 1 состоит из обогреваемых поворотных лопаток 2, которые поворачиваются с помощью приводного механизма 3, рычагов 4 и штифтов 5, фиксирующих рычаги 4 на пустотелых цапфах 6 лопаток 2. Канал 7 в цапфе 6 лопатки 2 сообщается через наклонный канал 8 со щелью 9 внутри пера 10 лопатки 2, которая заглушена со стороны пустотелой цапфы с помощью заглушки 11 и имеет свободный выход со стороны противоположного торца 12 в проточную часть 13 компрессора. Входная кромка 14 лопатки 2 образуется с помощью носка 15, который приварен к перу 10 лопатки 2 с помощью разнесенных между собой сварных швов 16 и 17 со стороны спинки 18 и корыта 19 соответственно, причем сварные швы не совпадают с расположением боковых стенок 20 и 21 щели 9, для чего носок 15 и перо 10 лопатки 2 выполнены с осевыми выступами 22 и 23, образующими между собой щель 9. Для подвода обогревающего воздуха в канал 7 цапфы 6 в кольце наружном 24, промежуточной втулке 25 и цапфе 8 лопатки 2 выполнены каналы 26, 27, 28, 29 и 30.

Работает устройство следующим образом. При работе двигателя, в случае опасности обледенения, от промежуточной ступени компрессора (на фиг. не показано) через каналы 26, 27, 28, 29, 30, 7 и 8 в щель 9 подается обогревающий воздух, который истекает через открытую щель в торце 12 лопатки 2 в проточную часть 13, обогревая входную кромку 14 лопатки 2 по всей ее высоте, что предотвращает обледенение лопатки 2. Выполнение носка 15 с осевым выступом 22 и пера 10 лопатки 2 с осевым выступом 23 позволяет разнести сварные швы 16 и 17 со стороны корыта и спинки по ширине щели 9, что обеспечивает качественный рентгеновский контроль этих швов и их герметичность при работе двигателя, что исключает паразитные утечки обогревающего воздуха и обледенение лопатки. Этому же способствует и несовпадение сварных швов с боковыми стенками 20 и 21 щели 9.

Источники информации:
1. С.А.Вьюнов (под общей редакцией Кронина) "Конструкция и проектирование авиационных ГТД", Москва, Машиностроение, 1989 г., стр. 118, рис. 3.56-4.

2. С. А. Вьюнов "Конструкция и проектирование авиационных ГТД", Москва, Машиностроение, 1989 г., стр. 118, рис. 3.56-1 - прототип.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД), а более конкретно - к обогреваемым поворотным направляющим аппаратам осевого компрессора ГТД. Обогреваемый поворотный направляющий аппарат компрессора содержит лопатку с пером, с приваренным к лопатке носком и щелью. Щель образована осевыми выступами носка и пера, причем сварные швы между носком и пером лопатки разнесены между собой в осевом направлении и не совпадают с боковыми поверхностями щели. Изобретение позволяет повысить надежность компрессора путем обеспечения качества контроля сварных швов лопатки при рентгенопросвечивании и их герметичности при работе двигателя. 2 ил.

Обогреваемый поворотный направляющий аппарат компрессора, содержащий лопатку с пером, с приваренным к лопатке носком и щелью, отличающийся тем, что щель образована осевыми выступами носка и пера, причем сварные швы между носком и пером лопатки разнесены между собой в осевом направлении и не совпадают с боковыми поверхностями щели.