РЕГУЛИРУЕМЫЙ ВХОДНОЙ НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ КОМПРЕССОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2017 года по МПК F01D17/16 F04D29/56 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению, а именно к конструкциям узлов газотурбинных двигателей, служащих для регулирования воздушного (газового) потока.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно устройство (патент ЕР 1542233 A1), выполненное из отдельных сегментов, по количеству равных количеству неподвижных стоек, соединенных между собой болтовым соединением по фланцам, а неподвижные стойки с отверстиями для болтового соединения по верхней части профиля зафиксированы болтовым соединением через отверстия во фланцах сегментов наружного корпуса и стойках. Данная конструкция базируется на применении дополнительных элементов, которые соединяют вставные лопатки болтовым либо заклепочным соединением по фланцам, лежащим вне проточной части и не имеют жесткой связи с наружным корпусом.

Существует устройство (GB 802508 А), имеющее изогнутые по профилю стоек стыковые поверхности с пазами для неподвижных стоек, внутреннее кольцо, выполненное с профильными пазами, и неподвижные стойки, установленные в пазы соответствующих сегментов наружного корпуса и внутреннего кольца. Данная конструкция базируется на применении полых элементов (лопаток и сегментов корпусов, выполненных из листового металла), которые соединяются при помощи сварки.

Известно устройство (патент РФ №2199670), принятое в качестве прототипа - регулируемый входной направляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя, состоящий из наружного корпуса, внутреннего кольца с установленными между ними направляющими лопатками, включающими неподвижные стойки и закрылки с цилиндрическими цапфами, установленными в отверстиях наружного корпуса и внутреннего кольца с возможностью поворота. Данная конструкция базируется на применении традиционных металлических материалов, обеспечивающих возможность выполнения полок за одно с профилем стоек и резьбовых крепежных цапф. При использовании неметаллических композитных материалов такая конструкция требует применения большого количества закладных металлических элементов, что ведет к существенному ее усложнению и, как следствие, к удорожанию.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При создании перспективных образцов газотурбинных двигателей авиационного назначения целесообразно применение неметаллических композитных материалов, гарантирующих наряду со снижением массы конструкции обеспечение специальных свойств и характеристик.

При создании данного изобретения решается задача расширения арсенала технических средств по конструированию входного направляющего аппарата компрессора газотурбинного двигателя из неметаллических композитных материалов; технический результат заключается в реализации этого назначения.

Существенные признаки, характеризующие изобретение:

а) ограничительные:

1) регулируемый входной направляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя, состоящий из наружного корпуса, внутреннего кольца и установленных между ними направляющих лопаток, включающих неподвижные стойки и закрылки с возможностью поворота за счет цилиндрических цапф, установленных в отверстиях наружного корпуса и внутреннего кольца;

2) наружный корпус выполнен из отдельных сегментов, по количеству равных количеству неподвижных стоек, имеющих изогнутые по профилю стоек стыковые фланцы с пазами для неподвижных стоек, и соединенных между собой и стойками болтовым соединением по фланцам;

3) внутреннее кольцо имеет профильные пазы для неподвижных стоек, закрылки с возможностью поворота за счет цилиндрических цапф установлены в отверстиях наружного корпуса и внутреннего кольца;

б) отличительные:

1) сегменты наружного корпуса внутренними поверхностями формируют проточную часть;

2) неподвижные стойки, установленные в пазах внутреннего кольца, закреплены в нем клеевым соединением либо пластинчатыми фиксаторами;

3) верхние цапфы поворотных закрылков установлены во втулках скоб, закрепленных болтовым или заклепочным соединением на фланцах смежных сегментов наружного корпуса.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сущность изобретения поясняется представленными чертежами:

Фиг. 1 - Конструктивная схема входного направляющего аппарата компрессора.

Фиг. 2 - Конструктивная схема наружного корпуса.

Фиг. 3 - Расположение отверстий и пазов на внутреннем кольце.

Фиг. 4 - Конструктивная схема крепления стоек и закрылков.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Регулируемый входной направляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя (Фиг. 1) состоит из наружного корпуса 1, внутреннего кольца 2 и расположенных между ними направляющих лопаток 3, состоящих из неподвижных стоек 4 и поворотных закрылков 5, которые могут поворачиваться на определенный угол за счет цилиндрических цапф 6, установленных во втулках 7 и 8 скоб 9, и внутреннего кольца 2 соответственно. Наружный корпус 1 (Фиг. 2) выполнен из отдельных сегментов 10, по количеству равных количеству неподвижных стоек 4, соединенных между собой болтовым соединением. Сегменты 10 наружного корпуса 1 имеют фланцы 11 с изогнутыми по профилю неподвижных стоек 4 стыковыми поверхностями 12 с пазами 13 и отверстиями 14 для крепления неподвижных стоек 4 и внутренней поверхностью образуют проточную часть. На фланцах смежных сегментов наружного корпуса закреплены болтами или заклепками скобы 9. Внутреннее кольцо 2 (Фиг. 3) имеет профильные пазы 15 и отверстия 16 для втулок 7 нижних цапф 6 поворотных закрылков 5. Неподвижные стойки 4 на верхней части профиля имеют отверстия 17 для болтового соединения. Неподвижные стойки 4 установлены в пазы 13 сегментов 10 наружного корпуса 1 и в профильные пазы 15 внутреннего кольца 2 и зафиксированы болтовым соединением через отверстия 14 во фланцах 11 сегментов 10 наружного корпуса 1 (Фиг. 4). Во внутреннем кольце стойки закреплены клеевым соединением или пластинчатыми фиксаторами 18.

Сборка регулируемого входного направляющего аппарата компрессора газотурбинного двигателя осуществляется на специальном стапеле в следующей последовательности:

- устанавливается внутреннее кольцо 2, в его отверстия 16 устанавливаются цилиндрические цапфы 6 закрылков 5 с втулками 7, а в профильные пазы 15 вклеиваются или фиксируются пластинчатыми фиксаторами 18 неподвижные стойки 4;

- последовательно устанавливаются сегменты 10 наружного корпуса 1 с фиксацией болтовым соединением неподвижных стоек 4 и установкой цилиндрических цапф 6 во втулки 8 скоб 9, которые закрепляются болтами или заклепками на фланцах смежных сегментов наружного корпуса 1.

При работе газотурбинного двигателя воздух через входной направляющий аппарат поступает на вход в компрессор. Регулирование воздушного потока осуществляется поворотом на необходимый угол закрылков 5.

Для реализации предлагаемого устройства используются элементы, применяемые в промышленности.

Регулируемый входной направляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя состоит из наружного корпуса, внутреннего кольца и расположенных между ними направляющих лопаток, состоящих из неподвижных стоек и поворотных закрылков. Наружный корпус выполнен из отдельных сегментов, по количеству равных количеству неподвижных стоек. Внутренней поверхностью сегменты наружного корпуса образуют проточную часть. Внутреннее кольцо имеет профильные пазы и отверстия для закрылков. Неподвижные стойки и закрылки с возможностью поворота за счет цилиндрических цапф установлены в отверстиях наружного корпуса и внутреннего кольца. Сегменты наружного корпуса имеют фланцы с изогнутыми по профилю стоек стыковыми поверхностями и пазами для размещения неподвижных стоек. Неподвижные стойки на верхней части профиля имеют отверстия для болтового соединения, устанавливаются в пазы сегментов наружного корпуса и в профильные пазы внутреннего кольца и закрепляются болтовым соединением через отверстия во фланцах сегментов наружного корпуса и клеевым соединением в пазах внутреннего кольца. Во внутреннем кольце стойки могут быть закреплены пластинчатыми фиксаторами. Верхние цапфы поворотных закрылков установлены во втулках скоб, закрепленных болтовым или заклепочным соединением на фланцах смежных сегментов наружного корпуса. Достигается снижение массы и упрощение конструкции входного направляющего аппарата компрессора газотурбинного двигателя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Регулируемый входной направляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя, состоящий из наружного корпуса, внутреннего кольца и расположенных между ними направляющих лопаток, состоящих из неподвижных стоек и поворотных закрылков, где наружный корпус выполнен из отдельных сегментов, по количеству равных количеству неподвижных стоек, имеющих изогнутые по профилю стоек стыковые фланцы с пазами для неподвижных стоек и соединенных между собой и стойками болтовым соединением по фланцам, внутреннее кольцо имеет профильные пазы, а неподвижные стойки и закрылки с возможностью поворота за счет цилиндрических цапф установлены в отверстиях наружного корпуса и внутреннего кольца, отличающийся тем, что сегменты наружного корпуса внутренними поверхностями формируют проточную часть, неподвижные стойки, установленные в пазах внутреннего кольца, закреплены в нем клеевым соединением, а верхние цапфы поворотных закрылков установлены во втулках скоб, закрепленных болтовым соединением на фланцах смежных сегментов наружного корпуса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что неподвижные стойки зафиксированы во внутреннем кольце пластинчатыми фиксаторами.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что скобы с втулками закреплены на фланцах смежных сегментов наружного корпуса заклепочным соединением.