НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА Российский патент 2006 года по МПК F04D29/52 

Изобретение относится к области конструирования газотурбинных двигателей, преимущественно конструированию узла направляющего аппарата осевого компрессора.

Известен направляющий аппарат осевого компрессора, содержащий корпус с внутренним кольцевым пазом, в который установлен набор отдельных направляющих лопаток. В промежутки между лопатками внутри паза, для поддержания их устойчивости во время продолжительной работы компрессора, введены упругие прокладки (Патент США №6733237).

Недостатком данной конструкции направляющего аппарата является наличие зазора между лопатками, что вызывает перетекание рабочего тела через лопатки, а следовательно, уменьшает КПД ступени компрессора и газотурбинного двигателя в целом.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является направляющий аппарат по патенту РФ №2184879 (опубл.10.07.2002). Это известное устройство содержит корпус с кольцевым Т-образным пазом и продольным разъемом. Направляющий аппарат снабжен, по меньшей мере, двумя полукольцами с заплечиками для фиксации полок консольных лопаток в осевом направлении. Кольца установлены в кольцевом Т-образном пазе корпуса. На внутренней стороне полуколец выполнены пазы, которые вместе с полками лопаток образуют между собой соединение типа "ласточкин хвост". Полукольца могут быть застопорены в корпусе в окружном направлении радиальными фиксаторами.

Недостатком устройства являются достаточно большие габариты и масса устройства, так как в толщину кольца закладывается высота паза "ласточкин хвост" и необходимая по условиям прочности перемычка.

Предлагаемое изобретение направлено на получение технического результата, заключающегося в уменьшении габаритов и массы направляющего аппарата.

Для достижения указанного технического результата в направляющем аппарате осевого компрессора, содержащем набор радиально расположенных лопаток с полками, в отличие от известного, лопатки по боковым поверхностям полок спаяны встык в кольцо, при этом на торцевых поверхностях полок выполнены пазы, в которых установлены усиливающие кольца.

Для дополнительного уменьшения массы направляющего аппарата в средней части полок лопаток в промежутке между усиливающими кольцами может быть выполнена выемка.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - продольный разрез аппарата направляющего;

на фиг.2 - поперечный разрез аппарата направляющего в плоскости А-А.

Предлагаемый направляющий аппарат (фиг.1) содержит радиально расположенные лопатки 1, выполненные заодно с полками 2, которые соединяются в кольцо при помощи пайки встык по боковым поверхностям 3 полок 2 (фиг.2). Для усиления конструкции на торцах 4 полок 2 лопаток 1 со стороны передней и задней кромок пера выполняются пазы, в которые впаиваются усиливающие кольца 5. Для облегчения конструкции в средней части полок 2 лопаток 1, в промежутке между усиливающими кольцами 5 могут быть выполнены выемки 6, за счет чего достигается уменьшение общей массы направляющего аппарата. Максимально возможный размер выемки 6 рассчитывается исходя из условий обеспечения необходимой прочности лопаток.

В зависимости от конструкции компрессора направляющие аппараты могут быть кольцевыми или разрезными.

Сборку направляющего аппарата производят следующим образом:

На боковые поверхности полок 2 лопаток 1 наносится слой припоя. На специальном приспособлении лопатки 1 набирают в кольцо, выравнивают по передней кромке пера лопатки 1 в продольном и окружном направлениях и по трактовым поверхностям полок лопаток прикладывают окружное усилие и закрепляют. В закрепленных в приспособлении лопатках 1, на полках 2, со стороны передней и задней кромок пера выполняются пазы. На поверхности пазов и усиливающих колец 5 наносят слой припоя, устанавливают усиливающие кольца 5 в пазы и выполняют пайку направляющего аппарата в печи. После пайки выполняют окончательную механическую обработку направляющего аппарата, в том числе фрезеруют выемки 6.

Возможны и другие варианты изготовления. При соответствующем подборе припоя возможно совмещение пайки и термообработки в одной технологической операции. Также возможен вариант изготовления направляющего аппарата путем пайки отдельных лопаток в сектор из нескольких лопаток с последующей пайкой секторов в кольцо.

Предлагаемая конструкция обеспечивает уменьшение габаритных размеров и массы направляющего аппарата за счет того, что в направляющем аппарате отсутствует элемент крепления лопаток к кольцу посредством замкового соединения, например типа "ласточкин хвост", или другим замком и отсутствием самого кольца как элемента направляющего аппарата. Это дает возможность уменьшить толщину полок лопаток до минимально возможной по условиям прочности.

При этом пайка полок лопаток по боковым поверхностям обеспечивает герметичность стыка между лопатками, что исключает перетекание воздуха между лопатками и способствует увеличению КПД ступени.

Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет дополнительно облегчить направляющий аппарат за счет выполнения выемок в средней части полок лопаток, в промежутке между усиливающими кольцами.

Изобретение относится к области конструирования газотурбинных двигателей, преимущественно конструированию узла направляющего аппарата осевого компрессора. Предлагаемый направляющий аппарат содержит радиально расположенные лопатки 1, выполненные заодно с полками 2, которые соединяются в кольцо при помощи пайки встык по боковым поверхностям полок 2. Для усиления конструкции на торцах 4 полок 2 лопаток 1 со стороны передней и задней кромок пера выполняются пазы, в которые впаиваются усиливающие кольца 5. Для дополнительного облегчения конструкции в средней части полок 2 лопаток 1 в промежутке между усиливающими кольцами 5 могут быть выполнены выемки, за счет чего достигается уменьшение общей массы направляющего аппарата. Предлагаемая конструкция обеспечивает уменьшение габаритных размеров и массы направляющего аппарата. При этом пайка полок лопаток по боковым поверхностям обеспечивает герметичность стыка между лопатками, что исключает перетекание воздуха между лопатками и способствует увеличению КПД ступени. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Направляющий аппарат осевого компрессора, содержащий набор радиально расположенных лопаток с полками, отличающийся тем, что лопатки по боковым поверхностям полок спаяны встык в кольцо, при этом на торцевых поверхностях полок выполнены пазы, в которых установлены усиливающие кольца.2. Направляющий аппарат по п.1, отличающийся тем, что полки лопаток в своей средней части, в промежутке между усиливающими кольцами имеют выемки.