Регулируемый входной направляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя Российский патент 2019 года по МПК F01D17/12 F04D29/56 

Изобретение относится к области конструирования газотурбинного двигателя (далее ГТД), а именно узлов ГТД, служащих для регулирования и управления изменениями газового потока, расположенных в части статора.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбран регулируемый входной направляющий аппарат (далее ВНА) компрессора ГТД, содержащий направляющие лопатки, каждая из которых включает в себя неподвижную стойку и закрылок, установленные внешними и внутренними хвостовиками в наружном корпусе и внутреннем кольце компрессора соответственно, механизм поворота закрылков (RU 2199670 С1).

Известному техническому решению присущи следующие недостатки. Механизм поворота закрылков состоит из гидроцилиндров, которые расположены на внешнем корпусе компрессора ГТД, что увеличивает габаритный размер ГТД. Также для обеспечения требуемого усилия работы гидроцилиндров необходимо обеспечение повышенного давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах, ведущего к снижению надежности гидросистемы.

Техническими результатами, достигаемыми заявленным изобретением, являются уменьшение габаритных размеров ГТД путем исключения на наружном корпусе компрессора гидроцилиндров, а также к снижению давления в гидросистеме, ведущему к повышению надежности ГТД.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в известном регулируемом ВНА компрессора ГТД, содержащем направляющие лопатки, каждая из которых включает в себя неподвижную стойку и закрылок, установленные внешними и внутренними хвостовиками в наружном корпусе и внутреннем кольце компрессора соответственно, механизм поворота закрылков, согласно настоящему изобретению, механизм поворота закрылков выполнен в виде установленного под внутренними хвостовиками закрылков и жестко соединенного со статором компрессора кольцевого корпуса, в котором установлен кольцевой силовой поршень, выполненный с возможностью осевого смещения, ограниченного торцевыми стенками кольцевого корпуса, причем на наружной поверхности кольцевого силового поршня по окружности выполнены радиальные выступы, каждый из которых шарнирно соединен с внутренним хвостовиком закрылка посредством рычага, при этом управляющие полости, образованные близлежащими торцами кольцевого силового поршня кольцевого корпуса сообщены с магистралями подвода и отвода рабочей жидкости.

Такое выполнение устройства позволяет уменьшить габаритные размеры ГТД. Это достигается тем, что гидроцилиндры, расположенные в прототипе на наружном корпусе, убираются и трансформируются в единый гидроцилиндр, который расположен внутри ВНА. Так как кольцевая площадь полученного кольцевого гидроцилиндра на порядок больше чем суммарная рабочая площадь внешних гидроцилиндров, то при одинаковых давлениях рабочей жидкости эффективность кольцевого внутреннего гидроцилиндра выше. Это позволяет снизить давление в гидросистеме, что повысит надежность ГТД в целом.

Сущность настоящего изобретения поясняется фигурами чертежей, где на фигуре 1 изображен продольный разрез регулируемого ВНА компрессора ГТД, кольцевой силовой поршень в крайнем левом положении, на фигуре 2 изображен продольный разрез регулируемого ВНА компрессора ГТД, кольцевой силовой поршень в крайнем правом положении, на фигуре 3 изображена магистраль подвода и отвода рабочей жидкости слева от кольцевого силового поршня, на фигуре 4 изображена магистраль подвода и отвода рабочей жидкости справа от кольцевого силового поршня, на фигуре 5 изображен вид А-А.

Регулируемый входной направляющий аппарат компрессора ГТД, содержит направляющие лопатки, каждая из которых включает в себя неподвижную стойку 1 и закрылок 2, установленные внешними и внутренними хвостовиками в наружном корпусе 3 и внутреннем кольце компрессора 4 соответственно, а также механизм поворота закрылков.

Конструкция механизма поворота закрылков:

Кольцевой корпус 5, установленный под внутренними хвостовиками закрылков 2 и жестко зафиксированный на статоре компрессора посредством фланцевого соединения 6. Кольцевой корпус 5 состоит из двух колец, контактирующих друг с другом по нижним торцам и соединенных между собой посредством разъемного фланцевого соединения 7, а между верхними торцами упомянутых колец образован осевой зазор. В кольцевом корпусе 5 установлен кольцевой силовой поршень 8, выполненный с возможностью осевого смещения, ограниченного внутренними торцевыми стенками кольцевого корпуса 5. На наружной поверхности кольцевого силового поршня 8 по окружности выполнены радиальные выступы 9, каждый из которых соединен с внутренним хвостовиком закрылка 2 рычагом 10 посредством шарнирных соединений 11 и 12.

При этом управляющие полости, образованные близлежащими торцами кольцевого силового поршня 8 и кольцевого корпуса 5, сообщены с магистралями подвода и отвода рабочей жидкости 13 и 14.

Устройство работает следующим образом: При работе ГТД требуется повернуть закрылок 2 стойки 1 ВНА на определенный угол. Для этого в одном случае через магистраль подвода и отвода рабочей жидкости 13 подводится с рабочим давлением гидрожидкость, что заставляет смещаться кольцевой силовой поршень 8 вправо, поворачивая закрылки через шарнирные соединения 11 и 12 и рычаги 10, при этом магистраль подвода и отвода рабочей жидкости 14 соединена со сливом. Если необходимо повернуть закрылок на противоположный угол, то в магистраль подвода и отвода рабочей жидкости 14 подводится гидрожидкость с рабочим давлением, а магистраль подвода и отвода рабочей жидкости 13 соединяется со сливом.

Таким образом, устройство позволяется уменьшить габариты ГТД и повысить его надежность.

Изобретение относится к области конструирования газотурбинного двигателя (далее ГТД), а именно узлов ГТД, служащих для регулирования и управления изменениями газового потока, расположенных в части статора. В известном регулируемом ВНА компрессора ГТД, содержащем направляющие лопатки, каждая из которых включает в себя неподвижную стойку и закрылок, установленные внешними и внутренними хвостовиками в наружном корпусе и внутреннем кольце компрессора соответственно, механизм поворота закрылков, согласно настоящему изобретению механизм поворота закрылков выполнен в виде установленного под внутренними хвостовиками закрылков и жестко соединенного со статором компрессора кольцевого корпуса, в котором установлен кольцевой силовой поршень, выполненный с возможностью осевого смещения, ограниченного торцевыми стенками кольцевого корпуса, причем на наружной поверхности кольцевого силового поршня по окружности выполнены радиальные выступы, каждый из которых шарнирно соединен с внутренним хвостовиком закрылка посредством рычага, при этом управляющие полости, образованные близлежащими торцами кольцевого силового поршня кольцевого корпуса сообщены с магистралями подвода и отвода рабочей жидкости. Техническими результатами, достигаемыми заявленным изобретением, являются уменьшение габаритных размеров ГТД путем исключения на наружном корпусе компрессора гидроцилиндров, а также снижение давления в гидросистеме, что ведет к повышению надежности ГТД. 5 ил.

Регулируемый входной направляющий аппарат компрессора газотурбинного двигателя, содержащий направляющие лопатки, каждая из которых включает в себя неподвижную стойку и закрылок, установленные внешними и внутренними хвостовиками в наружном корпусе и внутреннем кольце компрессора соответственно, механизм поворота закрылков, отличающийся тем, что механизм поворота закрылков выполнен в виде установленного под внутренними хвостовиками закрылков и жестко соединенного со статором компрессора кольцевого корпуса, в котором установлен кольцевой силовой поршень, выполненный с возможностью осевого смещения, ограниченного торцевыми стенками кольцевого корпуса, причем на наружной поверхности кольцевого силового поршня по окружности выполнены радиальные выступы, каждый из которых шарнирно соединен с внутренним хвостовиком закрылка посредством рычага, при этом управляющие полости, образованные близлежащими торцами кольцевого силового поршня кольцевого корпуса сообщены с магистралями подвода и отвода рабочей жидкости.