Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания Российский патент 2004 года по МПК F23R3/60 

Изобретение относиться к газотурбинному двигателестроению, в частности к камерам сгорания.

Известно устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания, содержащее расположенные по окружности камеры сгорания пальцы с фланцами, над которыми установлены пакеты пружин, а концы пальцев размещены в отверстиях шарнирных подшипников, закрепленных на внешней оболочке жаровой трубы (см. патент РФ № 2151962, 22.07.1999 г.).

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность крепления жаровой трубы из-за отсутствия элементов крепления концов жаровой трубы в районе турбины.

Известно устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания, содержащее пальцевое крепление на фланцах корпуса в передней части камеры, а на стыке с турбиной кольцевую подвеску концов оболочек жаровой трубы на кольцевых выступах статора турбины (см. книгу В.Ф. Павленко и др. “Боевая авиационная техника”, М., “Воен. Изд.”, 1984, с. 185 - прототип).

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы, малый ресурс работы. Свободная подвеска концов оболочек жаровой трубы в районе турбины приводит к неопределенным перемещениям концов во время работы при изменениях режимов работы и, следовательно, к неопределенным перемещениям под действием различных температур нагрева корпуса и оболочек жаровой трубы. Кроме того, наличие зазоров в стыке оболочек со статорными деталями турбины приводит к многократным перемещениям оболочек под действием вибраций, которые передаются на топливоподводящую систему (коллекторы, форсунки), что приводит к преждевременным износам и поломкам элементов системы.

Поставленная задача - повышение надежности и ресурса работы.

Поставленная задача решается за счет того, что между концевым торцом внешней оболочки жаровой трубы и торцом внешнего выступа статора турбины установлено с торцовым натягом распорное кольцо. Для обеспечения заданного торцового натяга изготавливают комплект распорных колец, равновеликих по ширине. Для обеспечения податливости распорные кольца могут быть изготовлены эластичными, пружинящими за счет внутренней кольцевой расточки.

Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания представлено на чертежах, где

на фиг. 1 - общий вид камеры сгорания в продольном разрезе;

на фиг. 2 - элемент “А”, пальцевое крепление жаровой трубы в передней части камеры;

на фиг. 3 - сечение “В - В”, сечение по пальцевому креплению;

на фиг. 4 - элемент “Б”, крепление внешней оболочки жаровой трубы в районе турбины;

на фиг. 5 - элемент “Б”, крепление внешней оболочки жаровой трубы в районе турбины (вариант выполнения распорного кольца).

Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания содержит пальцевое крепление 1 жаровой трубы 2 на фланцах 3 корпуса 4 камеры сгорания в передней ее части, на стыке с турбиной 5 кольцевую подвеску 6 и 7 концов оболочек жаровой трубы на кольцевых выступах 8 и 9 статора турбины. Фланцы 10 пальцев 1 опираются на фланцы 3 через кольца 11 со сферической опорной поверхностью, а между головками болтов 12 и фланцами 10 крепления пальцев 1 установлены пакеты пружин 13. Концы пальцев 1 размещены в отверстиях шарнирных подшипников 14, закрепленных на внешней оболочке жаровой трубы 2. Между концевым торцом внешней оболочки 6 жаровой трубы 2 и торцом внешнего выступа 8 статора турбины 5 установлено с торцовым натягом распорное кольцо 15. Для обеспечения заданной величины торцового натяга изготавливают комплект колец 15, разновеликих по ширине 16. За счет наличия допусков на изготовление длинновые размеры пакета деталей будут различными для каждого комплекта камер сгорания. Будут различными и расстояния между торцами элементов 6 и 8. Путем подбора кольца 15 из комплекта колец будет обеспечена заданная величина торцового натяга. На случай появления в работе нерасчетных взаимных перемещений торцов элементов 6 и 8 распорное кольцо 17 выполняется эластичным, пружинящим за счет внутренней кольцевой расточки (фиг. 5).

Во время сборки замеряют расстояние 16 между торцами деталей и из комплекта колец 15 (17) подбирают кольцо, обеспечивающее заданный торцовой натяг (0,8 ... 1,5 мм). Усилие натяга передается через внешнюю оболочку жаровой трубы 2 на подшипник 14, а через него на палец 1, фланец которого деформирует пакеты пружин 13, расположенные по всей окружности камеры сгорания. Пружины 13 будут обеспечивать непрерывное поджатие торцов деталей к кольцу 15.

Во время работы устройства в составе камеры сгорания газотурбинного двигателя за счет разницы температур нагрева корпуса 4 камеры и жаровой трубы 2 (жаровая труба нагрета до более высоких температур) произойдет удлинение элементов жаровой трубы 2 на большую величину, чем корпуса 4. Дополнительное удлинение сместит шарнирный подшипник 14 на большую величину, чем фланцы 3. Больший перекос пальцев 1 компенсируется сжатием пакетов пружин 13 и поворотом концов пальцев 1 в шарнирных подшипниках 14.

Устройство обеспечивает непрерывное и надежное крепление жаровой трубы при сборке, транспортировке и на всех этапах работы, чем исключается вибрационное воздействие всех элементов камеры сгорания друг на друга и на все подсоединенные элементы газотурбинного двигателя (форсунки, топливные коллекторы и пр.), что повышает ресурс и надежность работы, т.е. обеспечивается достижение поставленной задачи.

Разработан эскизный проект устройства, планируется внедрение его в серийное производство и внедрение на готовые двигатели при их переборке, ремонте.

Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит пальцевое крепление жаровой трубы на фланцах корпуса в передней части камеры, а на стыке с турбиной кольцевую подвеску концов оболочек жаровой трубы на кольцевых выступах статора турбины. Между концевым торцом внешней оболочки жаровой трубы и торцом внешнего выступа статора турбины установлено с торцовым натягом распорное кольцо. Изобретение повышает надежность и ресурс работы камеры сгорания. 5 ил.

Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания, содержащее пальцевое крепление жаровой трубы на фланцах корпуса в передней части камеры, а на стыке с турбиной - кольцевую подвеску концов оболочек жаровой трубы на кольцевых выступах статора турбины, отличающееся тем, что между концевым торцом внешней оболочки жаровой трубы и торцом внешнего выступа статора турбины установлено с торцовым натягом распорное кольцо.