Спрямляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя Российский патент 2018 года по МПК F01D25/24 F01D9/04 F04D29/60 F04D29/54 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к спрямляющим аппаратам компрессора газотурбинного двигателя.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбран спрямляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя, содержащий наружное кольцо, выполненное разборным и зафиксированное в составном корпусе, внутреннее кольцо и уплотнительное кольцо, выполненные разборными, лопатки, установленные в прорезях, выполненных по окружности в наружном и внутреннем кольцах соответственно, причем наружное и внутреннее кольца выполнены коническими относительно продольной оси компрессора газотурбинного двигателя, меньшие основания которых направлены в противолежащие стороны (см. рис. 3.41. на стр. 81 учебного пособия: Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. М., «Машиностроение», 1974 г. 520 с.).

Основные недостатки прототипа следующие. Низкая ремонтопригодность и технологичность спрямляющего аппарата, т.е. поврежденные лопатки невозможно заменить из-за паяного соединения с внутренним и наружным кольцами и поэтому меняется сектор или половина аппарата. Также пайка при изготовлении может приводить к поводкам и изменению геометрии лопатки, поэтому требуется сложный технологический процесс. Спрямляющий аппарат изготавливается только из однородных материалов из-за пайки, поэтому невозможно использовать композиционные материалы, например, для лопаток, что препятствует снижению веса. Паянный спрямляющий аппарат обладает единственной жесткостной характеристикой, поэтому его сложно в процессе доводки двигателя отстроить от резонансных колебаний лопаток, приводящих к преждевременному их разрушению и снижению надежности его работы.

Техническим результатом, достигаемым заявленным устройством, является повышение ремонтопригодности и технологичности изготовления спрямляющего аппарата, снижение его массы за счет возможности применения композиционных материалов, а также повышение надежности его работы посредством регулирования жесткостных характеристик в процессе доводки двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в спрямляющем аппарате компрессора газотурбинного двигателя, содержащем наружное кольцо, выполненное разборным и зафиксированное в составном корпусе, внутреннее кольцо и уплотнительное кольцо, выполненные разборными, лопатки, установленные в прорезях, выполненных по окружности в наружном и внутреннем кольцах соответственно, причем наружное и внутреннее кольца выполнены коническими относительно продольной оси компрессора газотурбинного двигателя, меньшие основания которых направлены в противолежащие стороны, согласно настоящему изобретению на участках лопаток, расположенных над наружным кольцом и под внутренним кольцом, выполнены поперечные прорези, в каждой из которых установлено по упругому элементу, контактирующему по обе стороны лопатки с наружной поверхностью наружного кольца или внутренней поверхностью внутреннего кольца соответственно, при этом любой из упругих элементов зафиксирован в поперечной прорези посредством установленного в ней стопорного элемента, контактирующего с его торцом.

Такое выполнение устройства позволяет повысить ремонтопригодность за счет того, что поврежденные лопатки можно менять по отдельности, а не заменять сектор, либо половину аппарата, который может содержать неповрежденные лопатки. При сборке спрямляющего аппарата не требуются паяные соединения, что упрощает технологический процесс. Конструкция такого аппарата позволяет использовать композиционные материалы, например, для лопаток, вес которых значительно ниже материалов, способных объединяться паяными соединениями. Это снижает вес конструкции и двигателя в целом. Простота доводки такого спрямляющего аппарата от разрушения по резонансным колебаниям лопаток обеспечивается регулированием усилия упругой проставки, что повышает в целом его надежность при работе. Особенно это актуально при использовании композиционных материалов.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен продольный разрез заявленного спрямляющего аппарата компрессора газотурбинного двигателя.

На фиг.2 изображен заявленный спрямляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя, вид сверху.

На фиг.3 и 4 изображены сечения А-А и В-В соответственно.

Спрямляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя, содержащий наружное кольцо 1, выполненное разборным (в частности, в виде сегментов) и зафиксированное в составном корпусе 2, внутреннее кольцо 3 и уплотнительное кольцо 4, выполненные разборными (в частности, из двух полуколец каждое) и зафиксированные относительно друг друга в радиальном и осевом направлениях посредством разъемного соединения, в частности, посредством заплечиков 5. Лопатки 6, установленные в прорезях, выполненных по окружности в наружном и внутреннем кольцах 1,3 соответственно. Наружное и внутреннее кольца 1, 3 выполнены коническими относительно продольной оси компрессора газотурбинного двигателя, меньшие основания которых направлены в противолежащие стороны. На участках лопаток 6, расположенных над наружным кольцом 1 и под внутренним кольцом 3, выполнены поперечные прорези, в каждой из которых установлено по упругому элементу 7, контактирующему по обе стороны лопатки 6 с наружной поверхностью наружного кольца 1 или внутренней поверхностью внутреннего кольца 3 соответственно, при этом любой из упругих элементов 7 зафиксирован в поперечной прорези посредством установленного в ней стопорного элемента 8, контактирующего с его торцом.

Замена поврежденной(ных) лопатки(ток) 6 осуществляется следующим образом. Вынимается уплотнительное кольцо 4. Демонтируются стопорные элементы 8 и упругие элементы 7, расположенные в поперечных прорезях лопаток 6 со стороны внутреннего кольца 3. Далее спрямляющий аппарат вынимается из составного корпуса 2. Затем вынимаются стопорные элементы 8 и упругие элементы 7 из поперечных прорезей лопаток 6 со стороны наружного кольца 1, которое сегментами отделяется от лопаток 6. После чего вынимаются лопатка(ки) 6 из внутреннего кольца 3. Происходит замена поврежденной(ных) лопатки(ток). Сборка осуществляется в обратном порядке.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к спрямляющим аппаратам компрессора газотурбинного двигателя. В спрямляющем аппарате компрессора газотурбинного двигателя, содержащем наружное кольцо, выполненное разборным и зафиксированное в составном корпусе, внутреннее кольцо и уплотнительное кольцо, выполненные разборными, лопатки, установленные в прорезях, выполненных по окружности в наружном и внутреннем кольцах соответственно, причем наружное и внутреннее кольца выполнены коническими относительно продольной оси компрессора газотурбинного двигателя, меньшие основания которых направлены в противолежащие стороны, согласно настоящему изобретению на участках лопаток, расположенных над наружным кольцом и под внутренним кольцом, выполнены поперечные прорези, в каждой из которых установлено по упругому элементу, контактирующему по обе стороны лопатки с наружной поверхностью наружного кольца или внутренней поверхностью внутреннего кольца соответственно, при этом любой из упругих элементов зафиксирован в поперечной прорези посредством установленного в ней стопорного элемента, контактирующего с его торцом. Техническим результатом, достигаемым заявленным устройством, является повышение ремонтопригодности и технологичности изготовления спрямляющего аппарата, снижение его массы за счет возможности применения композиционных материалов, а также повышение надежности его работы посредством регулирования жесткостных характеристик в процессе доводки двигателя. 4 ил.

Спрямляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя, содержащий наружное кольцо, выполненное разборным и зафиксированное в составном корпусе, внутреннее кольцо и уплотнительное кольцо, выполненные разборными, лопатки, установленные в прорезях, выполненных по окружности в наружном и внутреннем кольцах соответственно, причем наружное и внутреннее кольца выполнены коническими относительно продольной оси компрессора газотурбинного двигателя, меньшие основания которых направлены в противолежащие стороны, отличающийся тем, что на участках лопаток, расположенных над наружным кольцом и под внутренним кольцом, выполнены поперечные прорези, в каждой из которых установлено по упругому элементу, контактирующему по обе стороны лопатки с наружной поверхностью наружного кольца или внутренней поверхностью внутреннего кольца соответственно, при этом любой из упругих элементов зафиксирован в поперечной прорези посредством установленного в ней стопорного элемента, контактирующего с его торцом.