РОТОР ТУРБИНЫ Российский патент 2014 года по МПК F01D5/30 

Изобретение относится к роторам турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известен ротор турбины, на ободе диска второй ступени которого установлено уплотнительное кольцо (US 7921634 B2, 12.04.2011).

Недостатком такой конструкции является ее низкая экономичность из-за отсутствия на кольце уплотнительных лабиринтных гребешков.

Наиболее близким к заявляемому является ротор турбины, в котором на ободе диска с помощью байонетного соединения установлено уплотнительное кольцо с образованием кольцевой полости между кольцом и полотном диска (RU 2453708 C1, 20.06.2012).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность в связи с возможностью перемещения в окружном направлении кольца относительно диска с самопроизвольной расстыковкой байонетного соединения и дальнейшей поломкой ротора турбины.

Технический результат выражается в повышении надежности и безотказности работы ротора турбины путем фиксации уплотнительного кольца относительно диска турбины с помощью контровочного замка.

Сущность изобретения заключается в том, что в роторе турбины с диском турбины и установленным на ободе диска с помощью байонетного соединения уплотнительным кольцом с образованием кольцевой полости, расположенной между полотном диска и уплотнительным кольцом, согласно изобретению в кольцевой полости между осевым кольцевым ребром уплотнительного кольца и осевым кольцевым выступом диска размещен контровочный замок с направленным от диска осевым ребром и с направленными от диска и расположенными по краям замка двумя осевыми выступами, причем осевое ребро контровочного замка выполнено с возможностью пластической деформации в радиальном направлении на внешнюю поверхность уплотнительного кольца, осевые выступы замка контактируют с боковыми поверхностями пазов байонетного соединения диска и уплотнительного кольца, при этом контровочный замок выполнен с возможностью осевого перемещения в кольцевой полости в сторону диска.

Размещение в кольцевой полости между осевым кольцевым ребром уплотнительного кольца и осевым кольцевым выступом диска контровочного замка с направленным от диска осевым ребром и с направленными от диска и расположенными по краям замка двумя осевыми выступами, контактирующими с боковыми поверхностями пазов байонетного соединения диска и уплотнительного кольца, с возможностью пластической деформации осевого ребра контровочного замка в радиальном направлении на внешнюю поверхность уплотнительного кольца, позволяет зафиксировать осевыми выступами замка в окружном направлении уплотнительное кольцо относительно диска турбины, а с помощью пластической деформации ребра контровочного замка - зафиксировать сам контровочный замок в осевом направлении относительно уплотнительного кольца.

Выполнение контровочного замка с возможностью осевого перемещения в кольцевой полости в сторону диска позволяет при монтаже и демонтаже байонетного соединения перемещать в окружном направлении замок совместно с уплотнительным кольцом относительно диска турбины, а после стыковки пазов байонетного соединения диска и кольца путем сдвижки замка в осевом направлении от диска обеспечить фиксацию кольца и замка относительно диска в окружном направлении.

На фиг.1 показан продольный разрез ротора турбины, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 представлен продольный разрез ротора турбины при монтаже и демонтаже байонетного соединения.

Ротор турбины 1 состоит из диска турбины 2, на ободе 3 которого с помощью байонетного соединения 4 установлено уплотнительное кольцо 5.

В кольцевой полости 6, образованной кольцом 5 и полотном 7 диска 2, между осевым кольцевым ребром 8 уплотнительного кольца 5 и осевым кольцевым выступом 9 диска 2 размещен контровочный замок 10, который выполнен с направленным от диска 2 осевым ребром 11 и также с направленными от диска 2, расположенными по краям 12 и 13 двумя осевыми выступами 14 и 15, контактирующими с боковыми поверхностями 16 и 17 пазов 18 и с боковыми поверхностями 19 и 20 пазов 21 байонетного соединения 4 диска 2 с кольцом 5.

Контровочный замок 10 выполнен с возможностью осевого перемещения в кольцевой полости 6 в сторону диска 2 - из положения 22 в положение 23, что позволяет исключить контакт осевых выступов 14 и 15 контровочного замка 10 с боковыми поверхностями 16 и 17 пазов 18 диска 2, что, в свою очередь, дает возможность осуществлять перемещение в окружном направлении уплотнительного кольца 5 совместно с контровочным замком 10 относительно диска 2 при монтаже и демонтаже байонетного соединения 4. Контакт выступов 14 и 15 замка 10 с боковыми поверхностями 19 и 20 паза 21 кольца 5 при этом сохраняется.

Осевое ребро 11 замка 10 выполнено с возможностью пластической деформации в радиальном направлении, в сторону обода 3 диска 2, на внешнюю поверхность 24 уплотнительного кольца 5 из положения 25 в положение 26, что позволяет после сдвижки замка 10 от диска 2 до касания замка 10 о поверхность 27 кольца 5 зафиксировать замок 10 в осевом положении.

Работает данное устройство следующим образом.

При работе ротора турбины 1 на контровочный замок 10 действует центробежная сила, которая воспринимается уплотнительным кольцом 5.

Для исключения дисбаланса в ротор турбины 1 устанавливают два диаметрально противоположно размещенных замка 10, что также повышает надежность фиксации в окружном направлении кольца 5 относительно диска турбины 2.

Изобретение относится к роторам турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Ротор турбины включает диск турбины с установленным на его ободе при помощи байонетного соединения уплотнительным кольцом с образованием кольцевой полости, расположенной между полотном диска и уплотнительным кольцом. В кольцевой полости между осевым кольцевым ребром уплотнительного кольца и осевым кольцевым выступом диска размещен контровочный замок, выполненный с возможностью осевого перемещения в кольцевой полости в сторону диска. Контровочный замок выполнен с направленным от диска осевым ребром и с направленными от диска и расположенными по краям замка двумя осевыми выступами. Осевое ребро контровочного замка выполнено с возможностью пластической деформации в радиальном направлении на внешнюю поверхность уплотнительного кольца. Осевые выступы замка контактируют с боковыми поверхностями пазов байонетного соединения диска и уплотнительного кольца. Изобретение позволяет повысить надежность ротора турбины. 3 ил.

Ротор турбины с диском турбины и установленным на ободе диска с помощью байонетного соединения уплотнительным кольцом с образованием кольцевой полости, расположенной между полотном диска и уплотнительным кольцом,
отличающийся тем, что
в кольцевой полости между осевым кольцевым ребром уплотнительного кольца и осевым кольцевым выступом диска размещен контровочный замок с направленным от диска осевым ребром и с направленными от диска и расположенными по краям замка двумя осевыми выступами, причем осевое ребро контровочного замка выполнено с возможностью пластической деформации в радиальном направлении на внешнюю поверхность уплотнительного кольца, осевые выступы замка контактируют с боковыми поверхностями пазов байонетного соединения диска и уплотнительного кольца, при этом контровочный замок выполнен с возможностью осевого перемещения в кольцевой полости в сторону диска.