УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ МОДУЛЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2018 года по МПК F01D25/00 

2420-535172RU/042

УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ МОДУЛЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству очистки модуля газотурбинного двигателя, в частности, к устройству очистки этого модуля от мелкого песка или от фрагментов песчаника.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Во время работы в некоторых географических зонах газотурбинный двигатель может засасывать некоторое количество песка, который, проходя через различные вентиляционные каналы, скапливается во внутренних полостях газотурбинного двигателя и, в частности, его турбины низкого давления. Затем эта смесь может осесть на внутренних стенках газотурбинного двигателя на выходе камеры сгорания.

Слой, который образуется таким образом на упомянутых стенках состоит одновременно из мелких частиц песка и уплотненного загрязненного агломерата песка. Присутствие этого слоя затрудняет и даже делает невозможным визуальный контроль некоторых частей газотурбинного двигателя во время операций обслуживания, в частности, турбин низкого давления и высокого давления. Существует также риск повреждения этими частицами некоторых опорных подшипников газотурбинного двигателя, которые являются деталями, очень чувствительными к загрязнению.

Доступ к внутреннему пространству газотурбинного двигателя является ограниченным и затрудняет очистку соответствующих стенок, что вынуждает производить длительный и дорогостоящий демонтаж различных частей газотурбинного двигателя с целью их очистки.

Газотурбинный двигатель содержит несколько основных модулей, каждый из которых состоит из нескольких подмодулей. Так, газотурбинный двигатель может содержать основной модуль турбины низкого давления, который содержит три подмодуля, а именно первый подмодуль, содержащий ротор и статор турбины, второй подмодуль, содержащий вал низкого давления, и третий подмодуль, содержащий выпускной картер. Этот основной модуль содержит диски ротора, образующие между собой кольцевые полости, которые являются труднодоступными и, следовательно, сложными для очистки. В настоящее время, как правило, необходимо по меньшей мере частично демонтировать первый подмодуль для облегчения доступа к стенкам полостей между дисками. Однако это занимает много времени и увеличивает стоимость операции очистки. Действительно, время операции очистки увеличивается на время демонтажа подмодуля. Кроме того, критерии осмотра демонтированного модуля или подмодуля являются более строгими, чем в случае собранного модуля или подмодуля. Таким образом, операции контроля демонтированных деталей являются более продолжительными, чем операции контроля собранных деталей, что еще больше увеличивает время операции очистки.

Решением этой проблемы может быть осуществление операции очистки непосредственно на модуле или подмодуле с обеспечением защиты чувствительных деталей модуля или подмодуля, таких как опорные подшипники. Однако в настоящее время не существует удовлетворительных технологий, которые обеспечивает оптимальную и эффективную защиту опорных подшипников.

Задачей настоящего изобретения является простое, эффективное и экономичное решение этой проблемы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для решения задачи предложено устройство очистки модуля газотурбинного двигателя, в частности, от мелкого песка или от фрагментов песчаника, причем этот модуль содержит диски ротора, образующие между собой по меньшей мере одну предназначенную для очистки кольцевую полость, причем эти диски расположены вокруг по меньшей мере одного опорного подшипника, при этом устройство отличается тем, что содержит:

- средства изолирования упомянутого по меньшей мере одного опорного подшипника путем его помещения в замкнутую оболочку, которая по меньшей мере частично должна быть окружена упомянутой по меньшей мере одной очищаемой полостью,

- средства повышения давления в упомянутой оболочке,

- средства отделения вещества, осевшего по меньшей мере на одной стенке упомянутой по меньшей мере одной полости модуля, например, путем нагнетания сжатого воздуха на эту стенку, и

- средства отсасывания отделенного вещества.

Согласно изобретению, опорный подшипник или опорные подшипники оказываются защищенными, так как они помещены в замкнутую оболочку, в которой повышают давление. В настоящей заявке выражение «оболочка с повышенным давлением» обозначает оболочку, давление в которой превышает давление снаружи оболочки, причем это наружное давление может быть атмосферным давлением. Таким образом, вещество, отделившееся от модуля, остается снаружи оболочки и не может загрязнить опорные подшипники и ближайшую окружающую среду модуля, что позволяет очищать модуль (такой как основной модуль или по меньшей мере один подмодуль) без предварительного демонтажа.

Предпочтительно средства изолирования содержат два кольцевых органа, выполненные с возможностью установки коаксиально спереди и сзади модуля соответственно.

Предпочтительно каждый из этих органов содержит кольцевые средства уплотнения, выполненные с возможностью взаимодействия с кольцевым элементом модуля.

Первый из этих органов может содержать кольцевую юбку из эластичного материала (такого как эластомер), которая может упруго деформироваться между первым положением, в котором она является по существу цилиндрической, и вторым положением, в котором она имеет по существу форму усеченного конуса и может взаимодействовать через свою наружную периферию с первым кольцевым элементом модуля, таким как внутренняя периферия диска ротора.

Этот первый орган может содержать корпус из пластического материала. Таким образом, этот орган является относительно легким, что облегчает его манипулирование. Корпус органа может быть выполнен таким образом, чтобы следовать форме деталей модуля. Например, он может содержать трубчатую часть, предназначенную для размещения вокруг участка вала модуля. Предпочтительно этот первый орган является задним или выходным органом, то есть его устанавливают сзади или на выходе модуля.

Первый орган может содержать накачиваемую и радиально расширяющуюся воздушную камеру, которая окружена вышеупомянутой кольцевой юбкой таким образом, чтобы накачивание и радиальное расширение воздушной камеры приводило к деформации юбки из ее первого в ее второе положение.

Эта воздушная камера оснащена клапаном, соединенным с концом шланга, противоположный конец которого находится во существу на конце первого органа. В вышеупомянутом случае, когда первый орган установлен сзади или на выходе модуля, противоположный конец шланга предпочтительно находится на заднем конце первого органа, чтобы облегчить соединение этого конца со средствами накачивания камеры, такими как насос.

Второй из органов может содержать цилиндрический чехол, выполненный с возможностью размещения в нем вала модуля. Этот чехол может содержать первый закрытый конец и второй конец, содержащий средства крепления, например, путем посадки, на втором кольцевом элементе модуля, таком как цилиндрическая стенка модуля.

Предпочтительно второй модуль является передним или входным органом, то есть его устанавливают спереди или на входе модуля. Чехол этого органа может быть выполнен из мягкого и гибкого материала, такого как ткань, покрытая пластическом материалом. Предпочтительно этот чехол является воздухонепроницаемым. Таким образом, этот орган является относительно легким, что облегчает его манипулирование. Размеры чехла, такие как его длина и его диаметр, зависят, в частности, от размеров защищаемого вала.

Предпочтительно второй конец чехла соединен с внутренней периферией кольцевой мембраны, наружная периферия которой содержит упомянутые средства крепления на втором элементе модуля, при этом упомянутая мембрана предпочтительно выполнена из эластичного материала, такого как эластомер.

Предпочтительно чехол содержит клапан повышения давления. Этот клапан позволяет ограничивать давление внутри чехла и вышеупомянутой оболочки максимальным значением, которое может быть равно около 2 бар.

Чехол может содержать средства соединения со средствами повышения давления оболочки. Эта средства повышения давления содержат, например, насос, который может быть выполнен с возможностью нагнетать сжатый воздух под давлением, слегка превышающим (например, на несколько десятых бара) атмосферное давление.

Предпочтительно средства отсасывания содержат колокол, выполненный с возможностью установки коаксиально с модулем и содержащий средства соединения с отсасывающим устройством, таким как эксгаустер.

Предпочтительно устройство очистки установлено в закрытом и вентилируемом помещении, в котором осуществляют операцию очистки модуля. Предпочтительно отсасывающее устройство расположено снаружи помещения и соединено с колоколом устройства при помощи средств соединения. При этом средства соединения проходят через стену помещения, причем эта стена предпочтительно оборудована клапаном.

В своей вершине колокол может содержать отверстие для прохождения чехла. Таким образом, колокол окружает чехол, а также вал модуля, размещенный в чехле.

Средства отсасывания могут дополнительно содержать кольцевой фланец, коаксиальный с колоколом, причем этот фланец выполнен с возможностью прилегания к модулю и содержит средства направления во вращении колокола вокруг его оси. Таким образом, колокол является подвижным с возможностью вращения относительно фланца. В случае, когда фланец неподвижно соединен во вращении с модулем, понятно, что колокол может вращаться относительно фланца и модуля, и, наоборот, фланец и модуль могут вращаться относительно колокола. Вышеупомянутый чехол установлен на модуле и вращается вместе с модулем относительно колокола в отверстии, находящемся в вершине колокола.

Предпочтительно колокол содержит окно для доступа к упомянутой по меньшей мере одной кольцевой полости модуля и для манипулирования упомянутыми средствами отделения. Это окно может быть образовано отсутствующим угловым сектором колокола. Таким образом, колокол может иметь угловую протяженность 360°-Р вокруг своей продольной оси, при этом Р является угловым размером его окна, например, составляющим от 90 до 150°.

Предпочтительно устройство содержит тележку, содержащую средства удержания и направления во вращении модуля вокруг его продольной оси, которая ориентирована по существу вертикально. Эта тележка выполнена таким образом, чтобы выдерживать массу модуля, которая может достигать нескольких сотен килограммов. Таким образом, операцию очистки можно осуществлять на этой тележке, которая предпочтительно оснащена колесами для перемещения модуля, например, в вышеупомянутое закрытое и вентилируемое помещение. Тележка может быть оборудована съемной(ыми) ручкой(ами). Ее средства направления во вращении могут содержать кольцевую площадку для удержания модуля, которая установлена с возможностью свободного вращения на тележке при помощи по меньшей мере одного опорного подшипника качения. Вращение модуля, установленного на тележке, может происходить от ручного действия со стороны по меньшей мере одного оператора или может быть механизированным (от сжатого воздуха, электрического двигателя и т.д.).

Объектом настоящего изобретения является также способ очистки модуля газотурбинного двигателя, в частности, от мелкого песка или от фрагментов песчаника, причем этот модуль содержит диски ротора, образующие между собой по меньшей мере одну предназначенную для очистки кольцевую полость, причем эти диски расположены вокруг по меньшей мере одного опорного подшипника, при этом способ отличается тем, что содержит следующие этапы:

а) изолируют упомянутый по меньшей мере один опорный подшипник, помещая его в замкнутую оболочку, которая должна быть по меньшей мере частично окружена упомянутой по меньшей мере одной предназначенной для очистки кольцевой полостью,

b) повышают давление в упомянутой оболочке,

с) отделяют вещество, осевшее по меньшей мере на одной стенке упомянутой по меньшей мере одной полости модуля, например, путем нагнетания сжатого воздуха на эту стенку, и одновременно отсасывают отделяемое таким образом вещество.

ОПИСАНИЕ ФИГУР

Изобретение и его другие детали, отличительные признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве на ограничительного примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает схематичный вид основного модуля турбины низкого давления газотурбинного двигателя.

Фиг. 2 - схематичный вид в осевом размере основного модуля, показанного на фиг. 1, без выпускного картера.

Фиг. 3 - схематичный вид заявленного устройства очистки.

Фиг. 4 - вид, соответствующий фиг. 2, с показом оболочки, изолирующей опорные подшипники основного модуля, показанного на фиг. 1 и 2.

Фиг. 5 и 6 изображают схематичные виды соответственно в перспективе и сбоку первого органа изолирования в варианте выполнения заявленного устройства очистки.

Фиг. 7 изображает схематичный вид в изометрии второго органа изолирования в этом же варианте выполнения заявленного устройства.

Фиг. 8 - схематичный вид в изометрии фланца и отсасывающего колокола в этом же варианте выполнения заявленного устройства.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На фиг. 1 показан основной модуль 10 турбины низкого давления (называемый модулем ММ03 в случае двигателя CFM56) авиационного газотурбинного двигателя. Этот основной модуль содержит три подмодуля (называемых подмодулями «54», «55» и «56» в вышеупомянутом примере), при этом первый подмодуль 12 содержит ротор и статор турбины, второй подмодуль 14 содержит вал турбины, и третий подмодуль 16 содержит выпускной картер.

На фиг. 2 показана часть подмодулей 12 и 14, причем на этой фигуре выпускной картер не показан. Подмодуль 12 содержит множество колес ротора, между которыми находятся кольцевые ряды лопаток статора. Каждое колесо ротора содержит диск 18, на периферии которого находится кольцевой ряд лопаток. Диски 18 расположены коаксиально друг за другом и содержат входной и выходной кольцевые фланцы 20 крепления на фланцах смежных дисков, а также на наружной периферии приводного конуса 22. Внутренняя периферия приводного конуса 22 закреплена на цапфе 24, неподвижно соединенной во вращении с валом 26 турбины подмодуля 14.

Приводной конус 22 содержит первую усеченную конусную стенку 28, расширяющуюся в сторону выхода и соединенную своим входным концом с входным концом второй усеченной конусной стенки 30, расширяющейся в сторону входа. Конус 22 содержит сквозные отверстия 32 для циркуляции воздуха в осевом направлении, которые в данном случае выполнены во второй усеченной конусной стенке 30. Кольцевая зона соединения первой и второй стенок 28, 30 конуса содержит цилиндрическую нервюру 34, ориентированную в сторону входа. На входе конуса 22 закреплен держатель 36 истираемого покрытия, который содержит цилиндрическую стенку 38, окруженную нервюрой 34. На внутренней цилиндрической поверхности эта цилиндрическая стенка 38 содержит истираемое покрытие, а на своей наружной цилиндрической поверхности она содержит радиально наружный выходной кольцевой бортик 40 осевой опоры на входной конец нервюры 34 и радиально наружный выходной кольцевой бортик 42, который в данном случае является свободным.

Цапфа 24 поддерживает в данном случае два опорных подшипника 44, 46 качения. Эти опорные подшипники 44, 46 качения имеют диаметры, значительно меньшие диаметров дисков 18.

Перед операцией визуального осмотра основного модуля 10 или собранных подмодулей 12 и 14 необходимо очистить его от мелкого песка и фрагментов песчаника. Однако некоторые зоны модуля являются труднодоступными. В частности, это касается кольцевых полостей 48 между дисками, находящихся на входе приводного конуса 22. Боковые стенки дисков 18 и находящиеся напротив боковые стенки фланцев 20 этих дисков могут быть покрыты уплотнившимся веществом, в основном состоящим из песка и, возможно, из других загрязняющих элементов. Толстыми линиями 50 на фиг. 2 показаны зоны, в которых обычно скапливается это вещество, а позицией 52 обозначены наиболее труднодоступные места.

Настоящим изобретением предложено решение этой проблемы при помощи устройства 100 очистки, вариант выполнения которого схематично представлен на фиг. 3.

Это устройство 100 очистки в основном содержит:

- средства 102, 104 изолирования опорных подшипников качения модуля 110 путем их помещения в оболочку 106, которая должна быть по меньшей мере частично окружена предназначенными для очистки кольцевыми полостями 108 этого модуля,

- средства 111 повышения давления упомянутой оболочки 106,

- средства 114 отделения вещества, осевшего на стенках полостей 108, и

- средства 116 отсасывания отделяемого таким образом вещества.

Модуль 110 является описанным выше основным модулем 10 (содержащим подмодули 12, 14 и 16, обозначенные здесь позициями 112, 1214 и 116 соответственно), то есть узлом, содержащим подмодули 112, 114, при этом модуль 116 содержит выпускной картер, который был демонтирован и извлечен из основного модуля.

Отмечается, что модуль 110 расположен вертикально, то есть его продольная ось Х ориентирована вертикально. Модуль 110 опирается на опорную тележку 120, что будет более детально описано ниже.

Средства 102, 104 изолирования опорных подшипников качения модуля (таких как показанные на фиг. 2 опорные подшипники 44, 46) содержат два независимых органа 102, 104, предназначенных для установки соответственно сзади (или снизу) модуля 110 и спереди (или сверху) модуля. Эти органы 102, 104 предназначены для взаимодействия с элементами модуля, чтобы образовать оболочку 106, изолирующую опорные подшипники.

В представленном примере оболочка 106 проходит по всей длине модуля 110 и полностью закрывает подмодуль 114, то есть вал турбины, и периферическую часть подмодуля 112, содержащую опорные подшипники (и даже периферическую часть подмодуля 116, если он присутствует). Внутренняя периферическая часть подмодуля 112 схематично показана пунктирной линией.

Отмечается, что очищаемые полости 108 находятся снаружи этой оболочки 106 и, следовательно, доступны для очистки. В данном случае полости 108 расположены вокруг оболочки 106.

Оболочка 106 является замкнутой и относительно герметичной, в частности, по отношению к воздуху. Она предназначена для соединения со средствами 111 повышения давления таким образом, чтобы давление воздуха в оболочке 106 превышало (на несколько десятых бара, например, на 0,5-0,6 бар) давление воздуха снаружи оболочки, причем это наружное давление может быть окружающим или атмосферным давлением.

Средства 111 повышения давления могут содержать источник 122 сжатого воздуха, соединенный через шланг 124 и, возможно, через манометр 126 с отверстием 128 подачи сжатого воздуха в оболочку 106. Источник 122 воздуха может быть связан с системой обезжиривания/осушения, чтобы подаваемый в оболочку 106 воздух был сухим, что снижает риск коррозии модуля 110.

Средства 114 отделения вещества, осевшего на стенках полостей 108, могут быть средствами для нагнетания сжатого воздуха. Эти средства 114 могут содержать пистолет 130 сжатого воздуха, который соединяют через шланг 132 и, возможно, манометр 134, с источником 136 сжатого воздуха (который выдает воздух под давлением в несколько бар, например, около 6 бар). Отверстие для нагнетания сжатого воздуха пистолета 130 может быть оснащено гибким и деформирующимся стержнем 138, который можно вводить в очищаемые полости 108. Этот стержень 138 имеет, например, трубчатую сердцевину из меди, покрытую защитной оболочкой из пластического материала, причем эта оболочка предназначена для защиты деталей модуля 110, которые могут входить в контакт со стержнем 138 во время операции очистки.

Средства 116 отсасывания вещества, отделяющегося от стенок полостей 108, содержат в данном случае колокол 140, который устанавливают на модуль 110 коаксиально с ним и который подсоединяют при помощи гибкого шланга 142 к отсасывающему устройству 144. Отсасывающее устройство 144 содержит, например, эксгаустер, выпускаемый в продажу компанией Nilfisk под артикулом CTS40L (оснащенный фильтром-улавливателем частиц D460* категории М). Расход воздуха при отсасывании составляет примерно 7020 л/мин.

Предпочтительно отсасывающее устройство 144 оснащено фильтром, предназначенным для задержания отсасываемых частиц размером, превышающим или равным 5 мкм, который по существу соответствует минимальному размеру частиц песка, которые можно извлечь из полостей 108. Частицы песка, извлекаемые из полости 108, собираются в фильтре, а не выбрасываются в атмосферу, что соответствует требованиям экологии.

Как было указано выше, во время операции очистки модуль 110 может быть установлен на тележку 120. Эта тележка 120 оборудована колесами 150 и предпочтительно съемными ручками 152, чтобы облегчать ее перемещение. Тележка 120 содержит кольцевую площадку 154 для установки модуля, которая установлена с возможностью свободного вращения. Можно предусмотреть средства 156 стопорения для блокировки модуля во вращении относительно площадки 154. Можно предусмотреть также другие средства стопорения (не показаны) для блокировки площадки 154 во вращении относительно остальной части тележки 120.

Кроме того, тележка 120 может быть оснащена средствами регулировки рабочей высоты, то есть высоты модуля 110 после установки на тележку. Перед установкой на площадку обычно сзади модуля 110 устанавливают инструмент (не показан) для фиксирования ротора и статора турбины, чтобы они не входили в контакт друг с другом. Модуль 110 можно установить на площадку 154 при помощи этого инструмента и можно застопорить во вращении относительно площадки при помощи этого инструмента.

Как будет описано ниже, колокол 140 является подвижным и выполнен с возможностью вращения относительно модуля 110. Таким образом, оператор может поворачивать модуль 110 вокруг его оси Х относительно тележки 120, удерживая неподвижным колокол 140. Нижеследующее описание содержит полный пример очистки модуля 110 и использования заявленного устройства 100.

Как схематично показано на чертеже, операцию очистки предпочтительно осуществляют в закрытом и вентилируемом помещении 160, в котором находится заявленное устройство 100 очистки. Помещение 160 имеет, например, форму параллелепипеда, и на его боковых стенах установлены:

- средства соединения шланга 124 и/или манометра 126, находящихся внутри помещения 160, с источником 122 сжатого воздуха, который находится снаружи помещения,

- средства соединения шланга 132 и/или манометра 134, находящихся внутри помещения 160, с источником 136 сжатого воздуха, который находится снаружи помещения,

- средства 161 соединения шланга 142, находящегося внутри помещения 160, с отсасывающим устройством 144, которое находится снаружи помещения; эти средства 161 соединения могут содержать клапан, установленный в стене помещения 160.

Помещение 160 проветривается и вентилируется за счет циркуляции воздуха.

На фиг. 5-8 представлен более конкретный вариант выполнения заявленного устройства 100 очистки. На фиг. 5 и 6, с одной стороны, и на фиг. 7, с другой стороны, показаны соответственно вышеупомянутые задний 102 и передний 104 органы. На фиг. 8 показаны колокол 140 и фланец 162 для крепления и направления во вращении этого колокола 140.

Рассмотрим сначала фиг. 5 и 6, где показан задний орган или затвор 102, то есть орган, который предназначен для установки сзади модуля 110 (который является его нижним концом в положении модуля, показанном на фиг. 3).

Это орган 102 содержит корпус 164 предпочтительно из пластического материала. Этот корпус 164 содержит две части, соответственно переднюю 166 и заднюю 168, каждая из которых имеет трубчатую цилиндрическую форму, при этом передняя часть имеет диаметр, превышающий диаметр задней части. Каждая из этих частей должна охватывать и предохранять соответствующий элемент задней части модуля 110.

На фиг. 4 показан орган 102 в положении монтажа сзади модуля 10, 110. Задняя часть 168 меньшего диаметра корпуса 164 окружает задний участок вала турбины, а его передняя часть 166 большего диаметра окружает цилиндрическую стенку, неподвижно соединенную с цапфой 24. Задняя часть 168 закрыта на своем заднем конце радиальной стенкой. Задняя часть 168 соединена на своем переднем конце другой радиальной стенкой с задним концом передней части 166 корпуса.

Передняя часть 166 корпуса содержит кольцевой венец 170, содержащий на своей наружной периферии радиально наружный кольцевой паз для размещения накачиваемой воздушной камеры 172. Паз для размещения воздушной камеры 172 ограничен в осевом направлении двумя радиально наружными кольцевыми стенками венца 170. Когда воздушная камера 172 не накачана или почти не накачана, она полностью расположена в пазу венца 170. Когда она накачана, она выступает радиально наружу паза венца 170.

Вокруг паза венца 170 выполнена упруго деформирующаяся кольцевая юбка 176, задний конец которой закреплен на наружной периферии задней кольцевой стенки 174. Предпочтительно эта юбка 176 выполнена из эластомера и деформируется, когда воздушная камера 172 накачивается и расширяется радиально наружу паза. Таким образом, юбка 176 может перемещаться из положения покоя, в котором она является по существу цилиндрической, в упруго деформированное положение, в котором она по существу имеет форму усеченного конуса, при этом ее передний конец имеет диаметр, превышающий диаметр ее заднего конца, как показано на фиг. 6.

Воздушная камера 172 содержит клапан 178 питания, соединенный с концом шланга 179, который проходит вдоль корпуса 164 и конец которого, противоположный воздушной камере 172, находится на уровне заднего конца корпуса и содержит наконечник 180 соединения с насосом (не показан) накачивания воздушной камеры. Шланг 179 закреплен на корпусе при помощи соответствующих средств. Корпус 164 может содержать средства усиления, которые расположены между венцом и передней частью (позиция 182) и между передней и задней частями корпуса (не показаны).

На фиг. 4 видно, что в положении монтажа заднего органа 102, когда юбка 176 имеет форму усеченного конуса (воздушная камера 172 накачана), юбка 176 может опираться в осевом направлении на конус 22 и/или радиально на внутреннюю периферию диска 18 модуля 10. Юбка 176 выполняет двойную функцию. Она взаимодействует с внутренней периферией диска 18, с одной стороны, для обеспечения герметичности между органом 102 и этим диском и, с другой стороны, для обеспечения удержания органа 102 относительно диска и, следовательно, модуля 10, 110. Действительно, орган 102 устанавливают сзади модуля осевым поступательным перемещением в сторону модуля 10, 110, пока его юбка 176 на придет в положение осевой опоры на конус 22. При этом воздушную камеру 172 накачивают, что приводит к упругой деформации юбки 176. Эта юбка может прийти в положение опоры на внутреннюю периферию диска 18, чтобы препятствовать осевому извлечению органа 102 в заднем направлении. В случае, когда модуль 110 расположен вертикально, как было указано выше, взаимодействие юбки 176 органа 102 с диском 18 не дает органу упасть вниз. Таким образом, этой опоры юбки 176 на диск 18 достаточно, чтобы удерживать орган 102 на месте на модуле 10, 110.

Далее рассмотрим фиг. 7, на которой показан передний орган или затвор 104, то есть орган, предназначенный для установки спереди модуля 110 (который является его верхним концом в положении модуля, показанном на фиг. 3).

Этот орган 104 содержит чехол 184 предпочтительно из мягкого и гибкого материала, конец 186 которого закрыт и другой конец которого соединен с кольцевой мембраной 188, которая предпочтительно выполнена из упруго деформирующегося материала, такого как эластомер. Чехол 184 соединен с внутренней периферией мембраны 188, наружная периферия которой содержит цилиндрический бортик 190 для монтажа, предпочтительно посредством посадки, на элемент модуля 10, 110.

На фиг. 4 показан орган 104 в положении монтажа спереди модуля 10, 110. Чехол 184 расположен вокруг вала 26 турбины подмодуля 114 по всей его длине, и бортик 190 мембраны 188, находящейся в данном случае на нижнем конце чехла, заходит за вышеупомянутую цилиндрическую стенку 38 модуля 10, 110 и предпочтительно содержит радиально внутренний кольцевой паз, в который заходит наружный радиальный бортик 42 стенки 38. Это обеспечивает, с одной стороны, герметичность между органом 104 и стенкой 38 и, с другой стороны, осевое удержание органа 104 относительно стенки 38 и, следовательно, модуля 10, 110.

В положении монтажа оба органа 102, 104 образуют вместе с элементами модуля замкнутую и относительно воздухонепроницаемую оболочку 106. На фиг. 4 видно, что элементами, участвующими в ограничении оболочки 106, являются, в частности, приводной конус 22 и, в частности, его первая осеченная конусная стенка 28 и часть ротора подмодуля 12, 112. Отмечается также, что оболочка 106 содержит две части, а именно нижнюю часть 106а, ограниченную между задним органом 102 и второй усеченной конусной стенкой 30 конуса 212, и верхнюю часть 106b, ограниченную передним органом 104 и второй усеченной конусной стенкой 30 конуса 22. Части 106а, 106b оболочки 106 сообщаются между собой, в частности, через сквозные отверстия 32 второй усеченной конусной стенки 30 конуса 22. Верхняя часть 106b оболочки содержит пространство, заключенное в чехле 184.

Как показано на фиг. 7, чехол 184 содержит вышеупомянутое отверстие 128, которое в данном случае оснащено наконечником 192 соединения оболочки 106 со средствами 112 повышения давления, то есть с вышеупомянутым источником питания воздухом, сжатым до давления, превышающего атмосферное давление снаружи оболочки 106. Понятно, что подача сжатого воздуха и повышение давления внутреннего пространства чехла 184 приведут к повышению давления в частях 106а, 106b оболочки 106, поскольку они сообщаются между собой.

Чехол 184 содержит также клапан 194 повышения давления, который ограничивает давление внутри оболочки 106 максимальным значением, например, 2 бара. Кроме того, на своем верхнем конце чехол 184 содержит хомут 196, один конец которого закреплен на чехле, а другой конец может содержать систему крепления на чехле типа Velcro®. Предпочтительно этот хомут используют для удержания и направления шланга 124.

Материал чехла 184 предпочтительно содержит ткань, покрытую воздухонепроницаемым пластическим материалом.

На фиг. 8 показана часть средств 116 отсасывания заявленного устройства 100 и, в частности, отсасывающий колокол 140 и фланец 162 крепления и направления во вращении колокола вокруг его оси Х.

Фланец 162 имеет кольцевую и плоскую форму и предназначен для установки спереди на модуле 10, 110 таким образом, чтобы перекрывать вход проточного тракта турбины, как показано на фиг.4. Он должен также проходить над рядами лопаток ротора и статора турбины, при этом его диаметр предпочтительно меньше внутреннего диаметра лопаток, а его наружный диаметр предпочтительно превышает наружный диаметр лопаток.

Фланец 162 содержит установочные средства, предназначенные для взаимодействия с модулем с целью правильного позиционирования фланца относительно модуля 110. В представленном примере на фланце 162 выполнены центровочные штифты 198, которые выступают на нижней стороне фланца и предназначены для введения в отверстия модуля, такие как отверстия для установки болтов.

Фланец 162 содержит также ручки 200 для манипулирования.

Кроме того, на своей внутренней периферии фланец 162 содержит направляющую 202 для центровки и направления во вращении колокола 140 вокруг его оси Х.

В данном случае колокол 140 имеет общую полусферическую форму и, кроме того, разделен на сектора, при этом один сектор колокола вырезан для получения окна 204 доступа к предназначенным для очистки полостям 108 модуля 110 и для манипулирования пистолетом 130.

Своим нижним концом большего диаметра колокол 140 взаимодействует с направляющей 202, находящейся на внутренней периферии фланца 162. Верхний конец или вершина меньшего диаметра колокола образует горловину 206 для прохождения вала 26 подмодуля 14, а также чехла 184 органа 104. Горловина 206 содержит цилиндрическую стенку длиной (вдоль оси Х), достаточной, чтобы ограничить риск износа чехла 184 во время его вращения относительно колокола 140.

Окно 204 колокола 104 ограничено в боковом направлении двумя стенками 208, ориентированными по существу радиально относительно оси Х.

Колокол 140 содержит отверстие 210 для подсоединения конца вышеупомянутого шланга 142 (фиг. 2), противоположный конец которого соединен с отсасывающим устройством 144.

Фланец 162 можно выполнить из пластического материала, например, такого как Téflon® (ПТФЭ). Предпочтительно колокол 140 (включая его стенки 208) выполнен из прозрачного материала, например, такого как Plexiglass® (ПММА). Таким образом, оператор может визуально наблюдать части модуля 10, 110 во время очистки через материал колокола 140.

Заявленное устройство 100 можно использовать следующим образом. Иначе говоря операцию или способ очистки можно осуществлять при помощи заявленного устройства 100 следующим образом.

На модуле 10, 110 один за другим устанавливают органы 102, 104. Задний орган 102 (с его спущенной или частично накачанной воздушной камерой 172) устанавливают, как было указано выше, подводя его сзади модуля, пока его юбка 176 не начнет опираться в осевом направлении на конус 22, затем накачивают воздушную камеру 176 при помощи насоса, чтобы деформировать юбку 18, которая принимает форму усеченного конуса и может опираться на фланец 18 для обеспечения удержания органа 102 относительно модуля 10, 110. Передний орган 104 устанавливают, как было указано выше, надевая кожух 184 наподобие чулка на вал 26, затем бортик 190 мембраны 188 крепят на цилиндрической стенке 38 модуля 10, 110.

После этого модуль 10, 110 помещают на тележку 120 и, в частности, на подвижную площадку 154 этой тележки (фиг. 3). Площадку 154 стопорят, чтобы она не могла поворачиваться на тележке во время этой операции. Затем модуль 10, 110 стопорят, чтобы заблокировать его во вращении относительно площадки 154 при помощи средств 156 (фиг. 3). После этого тележку 120 перемещают в помещение 160, в котором необходимо осуществить операцию очистки. Ее колеса 150 блокируют, чтобы зафиксировать ее посередине помещения. Ручки 152 тележки можно снять, чтобы облегчить операцию очистки.

Вокруг чехла 184 устанавливают фланец 162, который помещают и центруют на модуле 10, 110, затем вокруг чехла 184 устанавливают и центруют на фланце 162 колокол 140. В отверстие 210 колокола 140 (фиг. 8) вставляют конец шланга 142 и конец шланга 124 подсоединяют к наконечнику 192 чехла 184 (фиг. 7).

После этого можно начать операцию очистки полостей 108 модуля 10, 110. Источник 122 активируют, чтобы повысить давление в оболочке 106. За счет этого повышения давления задний орган 102 прижимается с усилием к диску 18 модуля, что обеспечивает также герметичность на этом уровне. Кроме того, чехол 184 накачивается и принимает по существу цилиндрическую форму и оказывается окруженным с небольшим зазором горловиной 206 колокола 140 (фиг.8).

Запускают отсасывающее устройство 144, что приводит к созданию разрежения в колоколе 140, предназначенного для засасывания вещества, отделяющегося во время очистки, которое затем удаляют через шланг 142 до устройства 144, находящегося снаружи помещения.

Включают подачу сжатого воздуха в пистолете 130, и оператор может манипулировать пистолетом в окне 204 колокола 140 для удаления вышеупомянутого вещества. Для этого стержень 138 пистолета вводят в каждую очищаемую полость, и оператор нажимает на спусковой крючок пистолета 130, чтобы нагнетать сжатый воздух на стенки полостей, предпочтительно в направлениях, по существу тангенциальных к этим стенкам. Вещество, отделяющееся под действием потока сжатого воздуха, сразу же отсасывается через колокол 140 и удаляется через шланг 142. Оператор может использовать ершик для ускорения отделения вещества от стенок, причем этот ершик (не показан) предпочтительно содержит проволоку из нейлона, чтобы не повредить детали модуля. Оператор может также использовать нефтепродукт в жидком виде или пропитанную им ветошь, чтобы облегчить удаление песка и загрязняющих элементов.

Оператор может вручную поворачивать модуль 10, 110 на тележке 120. При этом колокол 140 остается неподвижным, а чехол 184 вращается внутри колокола 140 одновременно с модулем 10, 110. Вместе с тем, можно предусмотреть механизацию этого вращения при помощи двигателя. Шланг 142 можно удерживать в положении при помощи телескопической стойки (не показана), закрепленной на стене помещения 160.

Предпочтительно оператор имеет на себе полный комбинезон, звукоизолирующий шлем и герметичную маску в течение всего времени операции очистки.

Разумеется описанные выше средства изолирования адаптируют к конфигурации очищаемого модуля. Так, задний орган 102 этих средств изолирования можно заменить простыми резиновыми пробками, предназначенными для закрывания отверстия инструмента, установленного сзади модуля, например, сзади выпускного картера основного модуля турбины низкого давления. Может также понадобиться использование запорной системы, позволяющей закрыть выходную часть модуля 12 и входную часть модуля 16.

Устройство очистки газотурбинного двигателя, в частности от мелкого песка или от фрагментов песчаника, отличающееся тем, что содержит средства (102, 104) изолирования опорных подшипников модуля путем их помещения в замкнутую оболочку (106), средства (112) повышения давления в упомянутой оболочке, средства (114) отделения вещества, осевшего на стенках кольцевых полостей модуля, например путем нагнетания сжатого воздуха на эти стенки, и средства (116) отсасывания отделенного таким образом вещества. Технический результат: осуществление операции очистки непосредственно на модуле или подмодуле с обеспечением защиты чувствительных деталей модуля или подмодуля, таких как опорные подшипники. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство (100) очистки модуля (10, 110) газотурбинного двигателя, в частности, от мелкого песка или от фрагментов песчаника, причем этот модуль содержит диски (18) ротора, образующие между собой по меньшей мере одну предназначенную для очистки кольцевую полость (48, 108), причем эти диски расположены вокруг по меньшей мере одного опорного подшипника (44, 46), отличающееся тем, что содержит:

- средства (102, 104) изолирования упомянутого по меньшей мере одного опорного подшипника путем его помещения в замкнутую оболочку (106), которая по меньшей мере частично должна быть окружена упомянутой по меньшей мере одной очищаемой полостью,

- средства (112) повышения давления в упомянутой оболочке,

- средства (114) отделения вещества, осевшего по меньшей мере на одной стенке упомянутой по меньшей мере одной полости модуля, например, путем нагнетания сжатого воздуха на эту стенку, и

- средства (116) отсасывания отделенного вещества.

2. Устройство (100) по п. 1, отличающееся тем, что средства изолирования содержат два кольцевых органа (104, 102), выполненные с возможностью установки коаксиально спереди и сзади модуля соответственно.

3. Устройство (100) по п. 2, отличающееся тем, что каждый из органов (104, 102) содержит кольцевые средства (190, 176) уплотнения, выполненные с возможностью взаимодействия с кольцевым элементом модуля.

4. Устройство (100) по п. 2 или 3, отличающееся тем, что первый из органов (102) содержит кольцевую юбку (176) из эластичного материала, которая может упруго деформироваться между первым положением, в котором она является по существу цилиндрической, и вторым положением, в котором она имеет по существу форму усеченного конуса и может взаимодействовать через свою наружную периферию с первым кольцевым элементом модуля, таким как внутренняя периферия диска (18) ротора.

5. Устройство (100) по п. 4, отличающееся тем, что первый орган (102) содержит накачиваемую и радиально расширяющуюся воздушную камеру (172), которая окружена кольцевой юбкой (176) таким образом, чтобы накачивание и радиальное расширение воздушной камеры приводило к деформации юбки из ее первого в ее второе положение.

6. Устройство (100) по п. 5, отличающееся тем, что воздушная камера (172) оснащена клапаном (178), соединенным с концом шланга (179), противоположный конец которого находится по существу на конце первого органа (102).

7. Устройство (100) по одному из пп. 2-6, отличающееся тем, что второй из органов (104) содержит цилиндрический чехол (184), выполненный с возможностью размещения в нем вала (26) модуля, причем этот чехол содержит первый закрытый конец (186) и второй конец (188), содержащий средства (190) крепления, например, путем посадки, на втором кольцевом элементе модуля, таком как цилиндрическая стенка (38) модуля.

8. Устройство (100) по п. 7, отличающееся тем, что второй конец чехла (184) соединен с внутренней периферией кольцевой мембраны (188), наружная периферия которой содержит упомянутые средства (190) крепления на втором элементе модуля, при этом упомянутая мембрана предпочтительно выполнена из эластичного материала.

9. Устройство (100) по п. 7 или 8, отличающееся тем, что чехол (184) содержит клапан (194) повышения давления и/или средства (192) соединения со средствами (112) повышения давления.

10. Устройство (100) по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средства (116) отсасывания содержат колокол (140), выполненный с возможностью установки коаксиально с модулем (10, 110) и содержащий средства (210, 142) соединения с отсасывающим устройством (144).

11. Устройство (100) по п. 10, подчиненному пп. 7, 8 или 9, отличающееся тем, что в своей вершине колокол (140) содержит отверстие для прохождения чехла (184).

12. Устройство (100) по п. 10 или 11, отличающееся тем, что средства (116) отсасывания дополнительно содержат кольцевой фланец (162), коаксиальный с колоколом (140), причем этот фланец выполнен с возможностью прилегания к модулю (10, 110) и содержит средства (202) направления во вращении колокола вокруг его оси (Х).

13. Устройство (100) по одному из пп. 10-12, отличающееся тем, что колокол (140) содержит окно (204) для доступа к упомянутой по меньшей мере одной кольцевой полости (48, 108) модуля и для манипулирования упомянутыми средствами (114) отделения.

14. Устройство (100) по одному из пп. 1-13, отличающееся тем, что содержит тележку (120), содержащую средства (154) удержания и направления во вращении модуля (10, 110) вокруг его продольной оси (Х), которая ориентирована по существу вертикально.

15. Способ очистки модуля (10, 110) газотурбинного двигателя, в частности, от мелкого песка или от фрагментов песчаника, причем этот модуль содержит диски (18) ротора, образующие между собой по меньшей мере одну предназначенную для очистки кольцевую полость (48, 108), причем эти диски расположены вокруг по меньшей мере одного опорного подшипника (44, 46), при этом способ отличается тем, что содержит следующие этапы:

а) изолируют упомянутый по меньшей мере один опорный подшипник, помещая его в замкнутую оболочку (106),

b) повышают давление в упомянутой оболочке,

с) отделяют вещество, осевшее по меньшей мере на одной стенке упомянутой по меньшей мере одной полости модуля, например, путем нагнетания сжатого воздуха на эту стенку, и одновременно отсасывают отделяемое таким образом вещество.