УЗЕЛ СТАТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ В НЕМ ПРУЖИНЫ-ДЕМПФЕРА И ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУШНОГО УПЛОТНЕНИЯ В ОКРУЖНОМ НАПРАВЛЕНИИ Российский патент 2006 года по МПК F04D29/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к узлу статора, имеющему устройство для фиксации внутренних воздушных уплотнений компрессора высокого давления и пружин-демпферов в окружном направлении относительно лопаточных блоков компрессора высокого давления.

Уровень техники

Конструкция статора компрессора высокого давления (КВД) с демпфированием вибраций его элементов обычно состоит из группы сборных секций статора, расположенных сплошным кольцом и установленных во внутренний корпус КВД между ступенями ротора КВД. Каждая сборная секция статора обычно состоит из внутреннего воздушного уплотнения с припаянным к нему сотовым элементом, пружины-демпфера, а также двух или трех лопаточных блоков, собранных вместе поверх пружин-демпферов и внутренних воздушных уплотнений. Лопаточные блоки нагружены в окружном направлении силами от воздействия газового потока и зафиксированы от окружного перемещения относительно внутреннего корпуса посредством фиксирующего устройства на наружном корпусе. На внутренние воздушные уплотнения и пружины-демпферы действуют нагрузки, которые стремятся сместить их в окружном направлении относительно лопаточных блоков. Такое смещение должно быть исключено, иначе внутренние воздушные уплотнения и пружины-демпферы могут сдвинуться в сторону от концов соответствующих лопаточных блоков, вклиниться под соседние сборные секции статора и воспрепятствовать разборке узла из-за проблем с радиальным расположением его элементов. Направление окружного смещения этих деталей непредсказуемо, так что перемещение возможно в обоих направлениях.

Раскрытие изобретения

Исходя из вышеизложенного, задачей настоящего изобретения является создание устройства, исключающего окружное перемещение внутренних воздушных уплотнений и пружин-демпферов относительно узла статора в обоих направлениях.

Вышеназванная задача решается предложенным устройством.

В соответствии с изобретением предложено устройство для фиксации в окружном направлении пружины-демпфера и внутреннего воздушного уплотнения в узле статора. Устройство, в общем случае, содержит стопор, установленный в пазу по центру дугообразной секции внутреннего воздушного уплотнения, при этом стопор находится в зацеплении с другим пазом, выполненным в пружине-демпфере, и с выемкой, выполненной в секторе статора, таким образом, чтобы препятствовать окружному перемещению пружины-демпфера и внутреннего воздушного уплотнения в обоих направлениях относительно узла статора.

Изобретение также относится к узлу статора, который, в общем случае, содержит группу сборных секций, расположенных сплошным кольцом и установленных во внутренний корпус. Каждая сборная секция включает в себя внутреннее воздушное уплотнение, пружину-демпфер, а также группу лопаточных блоков (содержащих одну или несколько лопаток), собранных вместе поверх пружины-демпфера и внутреннего воздушного уплотнения, и снабжена единственным, расположенным по центру средством фиксации пружины-демпфера и внутреннего воздушного уплотнения в окружном направлении относительно лопаточных блоков.

Другие конструктивные особенности предложенного устройства для фиксации внутреннего воздушного уплотнения в окружном направлении, а также другие решаемые изобретением задачи и присущие ему достоинства, рассмотрены в нижеследующем подробном описании изобретения, поясняемом чертежами, на которых аналогичные элементы конструкции обозначены одинаковыми позициями.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематически изображен узел статора КВД с демпфированием вибраций его элементов.

На фиг.2 изображена сборная секция статора, используемая в узле статора, показанном на фиг.1.

На фиг.3 представлено изображение предложенного устройства фиксации и пружины-демпфера, разнесенных и показанных отдельно.

На фиг.4 представлен вид предложенного устройства фиксации и внутренних воздушных уплотнений.

Осуществление изобретения

На фиг.1 изображен узел 10 статора КВД с демпфированием вибраций его элементов, состоящий из группы сборных секций 4 статора (направляющего или спрямляющего аппарата), расположенных сплошным кольцом 6 и установленных во внутренний корпус 5 КВД между ступенями ротора КВД. Как показано на фиг.2 и 3, каждая сборная секция статора имеет внутреннее воздушное уплотнение 1 с припаянным к нему сотовым элементом 7, пружину-демпфер 2, а также два или три лопаточных блока 3, собранных вместе поверх пружин-демпферов 2 и внутренних воздушных уплотнений 1. Лопаточные блоки 3 статора нагружены в окружном направлении силами от воздействия газового потока и зафиксированы от окружного перемещения относительно внутреннего корпуса 5 посредством фиксирующего устройства на наружном корпусе (не показано).

Как показано на фиг.3 и 4, предложенное устройство фиксации выполнено в виде стопора 8, закрепленного пайкой в пазу 12, расположенном по центру дугообразной секции внутреннего воздушного уплотнения 1. Как средство фиксации элементов статора в окружном направлении стопор 8 выполняет двойную функцию, как это поясняется ниже.

Как показано на фиг.3, стопор 8 препятствует окружному перемещению пружин-демпферов 2 относительно внутренних воздушных уплотнений 1. Это достигается установкой стопора 8 выступающим из поверхности внутреннего воздушного уплотнения 1 наружу в радиальном направлении для зацепления (взаимодействия) с пазом 14, выполненным в пружине-демпфере 2.

Кроме того, стопор 8 препятствует окружному перемещению внутренних воздушных уплотнений 1 относительно лопаточных блоков 3. Как показано на фиг.4, это достигается установкой стопора 8 выступающим вперед в осевом направлении через переднюю поверхность 16 внутреннего воздушного уплотнения для зацепления с выемкой 18, выполненной в одном лопаточном блоке. Таким образом, стопор 8 расположен между двумя лопаточными блоками и тем самым препятствует окружному перемещению внутреннего воздушного уплотнения 1 относительно лопаточных блоков 3 в обоих направлениях.

Стопор 8 предпочтительно имеет Т-образный профиль и помещается в паз 12, который предпочтительно выполнен также Т-образным. Это обеспечивает увеличение площади соединения при пайке, а также дополнительное крепление. В случае разрушения паяного соединения стопор 8 будет надежно удерживаться в устройстве. При необходимости стопор 8 может быть запаян во внутреннее воздушное уплотнение 1 одновременно с пайкой сотового элемента 7 для дополнительного уменьшения затрат на выполнение технологических операций.

Предложенное устройство фиксации обладает рядом достоинств. Например, благодаря его использованию установка пружины становится возможной только при ее правильной ориентации. Это важно, так как на поверхности пружины имеются вырезы, которые должны быть совмещены с зазорами во внутреннем корпусе статора. Предложенное устройство фиксации препятствует окружному перемещению внутренних воздушных уплотнений 1 и пружин-демпферов 2 относительно узла статора в обоих направлениях. Устройство фиксации обеспечивает надежное сопряжение внутреннего воздушного уплотнения с лопаточными блоками, в результате чего сборка этих элементов возможна только тогда, когда внутреннее воздушное уплотнение и лопаточные блоки правильно сориентированы. Конструкция устройства фиксации не предусматривает удаление материала пружины из-под более нагруженных лопаток на краях сборной секции, так как паз в пружине для целей для фиксации в окружном направлении расположен под средними менее нагруженными лопатками.

Предложенное устройство обеспечивает фиксацию от окружного перемещения в обоих направлениях как для пружины-демпфера, так и внутреннего воздушного уплотнения, посредством единственного стопора для решения этих двух задач. В других конструктивных схемах, где средства фиксации элементов конструкции в окружном направлении расположены на краях секций, решение той же задачи требует наличия стопорящих элементов по обоим краям секций, что повышает стоимость конструкции.

Предложенное устройство фиксации облегчает сборку лопаточных блоков поверх пружин-демпферов и внутренних воздушных уплотнений. В процессе сборки пружины-демпферы устанавливаются в сжатом состоянии в полость между статором и внутренним воздушным уплотнением. При установке лопаточные блоки нужно вводить от краев секции с усилием, чтобы преодолеть трение, обусловленное направленной по радиусу силой упругости пружин-демпферов. Так как в предложенной конструкции средство фиксации от окружного перемещения расположено по центру дуги, каждый сектор должен пройти лишь половину длины дуги, прежде чем он займет свое место. В других конструктивных схемах фиксация в окружном направлении предусмотрена по краям секций, и в них лопаточные блоки при сборке приходится передвигать по всей длине дуги секции внутреннего воздушного уплотнения.

Предложенное устройство фиксации элементов статора в окружном направлении полностью решает поставленные задачи с достижением рассмотренных выше преимуществ. Хотя изобретение раскрыто на примере конкретных вариантов его осуществления, для специалиста, изучившего данное описание, будет очевидна возможность осуществления изобретения в альтернативных или видоизмененных формах, которые, однако, предполагаются подпадающими под общие формулировки патентных притязаний, изложенных в формуле изобретения.

Изобретение относится к устройствам для фиксации в окружном направлении пружины-демпфера и внутреннего воздушного уплотнения в узле статора. Устройство выполнено в виде стопора, установленного в пазу по центру дугообразной секции внутреннего воздушного уплотнения. Стопор находится в зацеплении с другим пазом, выполненным в пружине-демпфере, и с выемкой, выполненной в секторе статора, тем самым исключая окружное перемещение пружины-демпфера и внутреннего воздушного уплотнения в обоих направлениях относительно узла статора. 2 н. и 9 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для фиксации в окружном направлении пружины-демпфера и внутреннего воздушного уплотнения в узле статора, отличающееся тем, что оно содержит стопор, установленный в пазу по центру дугообразной секции внутреннего воздушного уплотнения и в зацеплении с другим пазом, выполненным в пружине-демпфере, а также с выемкой, выполненной в секторе статора, с возможностью предотвращения окружного перемещения пружины-демпфера и внутреннего воздушного уплотнения в обоих направлениях относительно узла статора.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стопор имеет Т-образный профиль, при этом паз в секции внутреннего воздушного уплотнения выполнен Т-образным.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стопор закреплен во внутреннем воздушном уплотнении пайкой.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стопор установлен выступающим из поверхности внутреннего воздушного уплотнения наружу в радиальном направлении с возможностью взаимодействия с пазом пружины-демпфера.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стопор установлен выступающим вперед в осевом направлении через переднюю поверхность внутреннего воздушного уплотнения с возможностью взаимодействия с выемкой сектора статора и расположен между двумя лопаточными блоками статора.6. Узел статора, отличающийся тем, что он содержит группу сборных секций, расположенных сплошным кольцом и установленных во внутреннем корпусе, каждая из которых включает в себя внутреннее воздушное уплотнение, пружину-демпфер и группу лопаточных блоков, установленных собранными вместе поверх пружины-демпфера и внутреннего воздушного уплотнения, и снабжена расположенным по центру средством фиксации пружины-демпфера и внутреннего воздушного уплотнения в окружном направлении относительно лопаточных блоков.7. Узел статора по п.6, отличающийся тем, что средство фиксации включает в себя стопор, установленный в пазу по центру дугообразной секции внутреннего воздушного уплотнения и в зацеплении с другим пазом, выполненным в пружине-демпфере, а также с выемкой, выполненной в лопаточном блоке.8. Узел по п.7, отличающийся тем, что стопор имеет Т-образный профиль, при этом паз в секции внутреннего воздушного уплотнения выполнен Т-образным.9. Узел статора по п.7, отличающийся тем, что стопор закреплен во внутреннем воздушном уплотнении пайкой.10. Узел статора по п.7, отличающийся тем, что стопор установлен выступающим из поверхности внутреннего воздушного уплотнения наружу в радиальном направлении с возможностью взаимодействия с пазом пружины-демпфера.11. Узел статора по п.7, отличающийся тем, что стопор установлен выступающим вперед в осевом направлении через переднюю поверхность внутреннего воздушного уплотнения с возможностью взаимодействия с указанной выемкой и расположен между двумя из указанных лопаточных блоков.