УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЖАРОВОЙ ТРУБЫ В КОРПУСЕ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК F23R3/60 

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению и, в частности, к камерам сгорания.

Известно устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания, содержащее пальцевое крепление на фланцах корпуса в передней части камеры сгорания, а кольцевые выступы жаровой трубы установлены с зазором относительно кольцевых выступов статора турбины (см. В.Ф.Павленко и др. "Боевая авиационная техника", М., Военное издательство, 1984, с.185, копия аналога - прилагается).

Наличие зазора в стыке оболочек жаровой трубы с кольцами статора турбины приведет к появлению износов и наклепов в стыке из-за наличия больших вибрационных перемещений концов оболочек при работе в составе двигателя, что снижает ресурс и надежность работы.

Известно устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания, содержащее пальцевое крепление на фланцах корпуса камеры в передней части, а на стыке с турбиной кольцевую подвеску концов оболочек жаровой трубы на кольцевых выступах статора турбины (см. "Руководство по технической эксплуатации двигателя НК-16СТ", стр.28, НПО "Труд", 1984, копия прототипа - прилагается).

Недостатком известного устройства является низкая надежность в работе, низкий ресурс работы. При многократных изменениях режима работы изменяется температура нагрева стенок камеры и статора турбины, что приводит к изменению их размеров и к многократным взаимным перемещениям мест стыковки. Повышенные вибрации также приводят к многократным взаимным перемещениям мест стыковки, что вызывает износ поверхностей и появление зазоров в стыках. С увеличением наработки эти зазоры лавинообразно увеличиваются, что, в конечном результате, приводит к поломке элементов стыковки и соответственно к снижению ресурса и надежности работы.

Поставленная задача - повышение надежности и ресурса работы.

Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в устройстве для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания, содержащем 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, согласно изобретению, кольцевые выступы наружной и внутренней оболочек жаровой трубы опираются на разрезные кольца, снабженные кольцевыми выступами с наклонными стенками, которыми они опираются на скосы толкателей узлов подвески жаровой трубы, закрепленных на корпусе камеры сгорания и на внутренней оболочке. При этом корпус узлов подвески выполнен в виде стакана, в полости которого толкатели опираются сферическими поверхностями на разрезные кольца, подпружиненные пакетом тарельчатых пружин с регулировочным кольцом между ними. Для каждой оболочки должно быть не менее трех узлов подвески.

На чертежах представлено устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания, где:
на фиг.1 представлен общий вид камеры сгорания (продольный разрез);
на фиг. 2 - элемент "А", узел подвески жаровой трубы (в месте стыковки конца наружной оболочки жаровой трубы с выступом статора турбины).

Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания содержит пальцевой крепление 1 на фланцах 2 корпуса 3 в передней части камеры сгорания, а на стыке с турбиной кольцевую подвеску концов наружной и внутренней оболочек 4,5 жаровой трубы 6 посредством кольцевых выступов, состыкованные с кольцевыми выступами 7,8 статора турбины.

Кольцевые выступы наружной и внутренней оболочек 4 и 5 жаровой трубы 6 опираются на разрезные (разрез вдоль оси) кольца 9 и 10, снабженные кольцевыми выступами 11, 12 с наклонными стенками 13, которыми они опираются на скосы 14 толкателей 15 узлов 16 подвески жаровой трубы 6 на корпусе 3 и внутренней оболочке 17. Корпус 18 узлов 16 подвески жаровой трубы 6 выполнен в виде стакана, в полости которого толкатели 15 опираются сферическими поверхностями 19, 20 на разрезные кольца 21, 22, подпружиненные пакетом тарельчатых пружин 23 с регулировочным кольцом 24 между ними. Узлов 16 подвески жаровой трубы 6 должно быть не менее трех для каждой оболочки 3,4. Кольца 9 и 10 разрезаны пазами вдоль оси для обеспечения возможности изменений диаметральных габаритов для выборки зазоров при температурных перемещениях и износов на поверхностях стыковки. С этой же целью кольца 21 и 22 также разрезаны.

Во время работы устройства для крепления жаровой трубы 6 в корпусе 3 камеры сгорания в составе газотурбинного двигателя передняя часть жаровой трубы 6, закрепленная на корпусе 3 с помощью пальцевого крепления 1, имеет возможность перемещаться ("дышать") в радиальном направлении, но жестко закреплена от перемещений вдоль оси. В связи с большим диапазоном температур нагрева жаровой трубы (при запуске и изменениях режимов работы) длина жаровой трубы изменяется значительно. При закрепленной передней части выходная часть (стык с турбиной) должен иметь свободу перемещений в осевом направлении, но при этом в процессе эксплуатации, при неминуемых износах сопрягаемых поверхностей не должны возникать зазоры в стыке.

В предлагаемом устройстве кольца 9 и 10, имеющие продольный разрез, могут "дышать" в диаметральном направлении и обеспечивать постоянный (беззазорный) контакт сопрягаемых поверхностей, независимо от степени износа деталей. Это обеспечивается за счет непрерывного поджатия колец 9 и 10 подпружиненными толкателями 15.

Продольные перемещения концов оболочек 4 и 5 здесь обеспечиваются за счет перемещения их вдоль колец 9 и 10, а небольшие перемещения колец 9 и 10, воспринимаемые толкателями 15, обеспечиваются за счет поворота толкателя по сферам разрезных колец 21 и 22.

Следовательно, здесь обеспечивается непрерывный беззазорный контакт сопрягаемых поверхностей независимо от степени износа деталей, что уменьшает скорость их износа, повышает ресурс работы и исключает преждевременные поломки, чем и обеспечивается достижение поставленной задачи.

Опытные образцы устройства изготовлены и испытаны в составе газотурбинного двигателя, подтверждены заявленные преимущества.

Изготовление и испытания подтвердили промышленную применимость устройства.

Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания содержит 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. Кольцевые выступы наружной и внутренней оболочек жаровой трубы опираются на разрезные кольца, снабженные кольцевыми выступами с наклонными стенками, опирающимися на скосы толкателей узлов подвески жаровой трубы, закрепленных на корпусе камеры и внутренней оболочке. Корпус узлов подвески выполнен в виде стакана, в полости которого толкатели опираются сферическими поверхностями на разрезные кольца, подпружиненные пакетом тарельчатых пружин с регулировочным кольцом между ними. Для каждой оболочки должно быть не менее трех узлов подвески. Изобретение повышает надежность и ресурс работы камеры сгорания. 2 ил.

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, отличающееся тем, что кольцевые выступы наружной и внутренней оболочек жаровой трубы опираются на разрезные кольца, снабженные кольцевыми выступами с наклонными стенками, опирающимися на скосы толкателей узлов подвески жаровой трубы, закрепленных на корпусе камеры и внутренней оболочке, при этом корпус узлов подвески выполнен в виде стакана, в полости которого толкатели опираются сферическими поверхностями на разрезные кольца, подпружиненные пакетом тарельчатых пружин с регулировочным кольцом между ними, а для каждой оболочки должно быть не менее трех узлов подвески.