Промежуточный корпус компрессора двухконтурного турбореактивного двигателя Российский патент 2020 года по МПК F02K3/75 F02C7/42 

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к элементам конструкции промежуточных корпусов газотурбинных двигателей.

Известен промежуточный корпус турбомашины с разделителем потока, содержащий силовые стойки, размещенные между наружным и внутренним контурами, объединенные составным коническим разделителем потока, состоящим из неподвижных и подвижных секторов, причем неподвижные сектора выполнены за одно целое с силовыми стойками между которыми расположены подвижные сектора, торцевые стенки которых соединены поворотными осями с близлежащими неподвижными секторами, а задние стенки подвижных секторов кинематически соединены с приводом.

/RU №2672015, МПК F02K 3/02, опубликовано: 08.11.2018/ - прототип.

Недостаток известного промежуточного корпуса заключается в том, что механизация разделителя контуров реализована без взаимосвязи с другими элементами регулирования степени двухконтурности, а именно с применяемыми практически во всех современных газотурбинных двигателях регулируемыми направляющими аппаратами компрессора [Агульник А.Б., Бакулев В.И., Гогубев В.А., Кравченко И.В., Крылов Б.А. Термогазодинамические расчеты и расчет характеристик ГТД / Под. ред. Бакулева В.И.: Учебное пособие.: - М.: Изд-во МАИ, 2002. - 256 с.: ил. ISBN 5-7035-2539-Х]. Это приводит к неоправданному применению дополнительных приводных элементов, что увеличивает количество деталей, осложняет синхронизацию управления.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является повышение надежности и снижение массы конструкции, за счет уменьшения количества деталей, а также упрощение системы управления двигателем.

Указанный технический результат достигается тем, что в промежуточном корпусе турбомашины с разделителем потока, содержащем силовые стойки, размещенные между наружным и внутренним контурами, объединенные составным коническим разделителем потока, состоящим из неподвижных и подвижных секторов, причем неподвижные сектора выполнены за одно целое с силовыми стойками, между которыми расположены подвижные сектора, торцевые стенки которых соединены поворотными осями с близлежащими неподвижными секторами, а задние стенки подвижных секторов кинематически соединены с приводом, согласно изобретению, наружный диаметр внутреннего контура образован статорной частью компрессора высокого давления с регулируемыми направляющими аппаратами, также статорная часть компрессора соединена с неподвижными секторами разделителя потока, причем привод направляющих аппаратов компрессора и подвижных секторов разделителя выполнен общим, кроме того, изменение положения подвижных секторов и, по меньшей мере, регулируемых направляющих аппаратов одной ступени компрессора выполнено посредством приводных колец, связанных с общим приводом при помощи поворотных рычагов и тяг, кроме того, на приводном кольце подвижных секторов установлены пальцы, в свою очередь на задних стенках подвижных секторов разделителя выполнены наклонные прорези с возможностью контактировать с соответствующими пальцами приводного кольца подвижных секторов, кроме того, поворотные оси снабжены буртиками, в свою очередь в торцевых стенках подвижных секторов выполнены соосные с поворотными осями отверстия и проточки под буртики для фиксации поворотных осей посредством разрезных распорных колец, которые размещены в соответствующих проточках, кроме того, неподвижные сектора разделителя потока снабжены сферическими подшипниками, контактирующими с поворотными осями.

Составной конический разделитель потока, состоящий из неподвижных и подвижных секторов, причем неподвижные сектора выполнены за одно целое с силовыми стойками между которыми расположены подвижные сектора, торцевые стенки которых соединены поворотными осями с близлежащими неподвижными секторами, а задние стенки подвижных секторов кинематически соединены с приводом обеспечивает снижение потерь полного давления потока, за счет изменения положения подвижных секторов разделителя, обеспечивающего оптимальное обтекание набегающего потока, что приводит к снижению удельного расхода топлива.

Выполнение привода направляющих аппаратов компрессора высокого давления и подвижных секторов конического разделителя потока общим позволяет сократить количество деталей конструкции механизации, что приводит к снижению массы и повышению надежности указанной конструкции, кроме того упрощается система управления двигателем, за счет сокращения количества исполнительных механизмов.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, на которых изображена конструкция промежуточного корпуса с регулируемым коническим разделителем потока, объединенного общим приводом с направляющими аппаратами компрессора высокого давления.

На фигуре 1 представлена принципиальная схема расположения регулируемого разделителя потока промежуточного корпуса.

На фигуре 2 представлено взаимное расположение подвижных и неподвижных секторов регулируемого разделителя потока промежуточного корпуса.

На фигуре 3 представлена механизация привода регулируемого разделителя потока промежуточного корпуса и направляющих аппаратов компрессора высокого давления.

На фигуре 4 представлена фиксация подвижного сектора регулируемого разделителя потока промежуточного корпуса.

Промежуточный корпус турбомашины с составным коническим разделителем потока, содержит силовые стойки (1), размещенные между наружным (2) и внутренним (3) контурами, объединенные составным коническим разделителем потока, состоящим из неподвижных (4) и подвижных (5) секторов, причем неподвижные сектора (4) выполнены за одно целое с силовыми стойками (1) между, которыми расположены подвижные сектора (5), торцевые стенки (6) которых соединены поворотными осями (7) с близлежащими неподвижными секторами (4), а задние стенки (8) подвижных секторов (5) кинематически соединены с приводом. Наружный диаметр внутреннего контура (3) образован статорной частью (9) компрессора высокого давления с регулируемыми направляющими аппаратами (10), также статорная часть (9) компрессора соединена с неподвижными секторами (4) разделителя потока, причем привод направляющих аппаратов (10) компрессора и подвижных секторов (5) разделителя выполнен общим. В частном случае реализации общий привод состоит из взаимосвязанных управляющего гидроцилиндра (11), коромысла (12) и наружной тяги (13). Изменение положения подвижных секторов (5) и, по меньшей мере, регулируемых направляющих аппаратов (10) одной ступени компрессора выполнено посредством соответствующих приводных колец (14) (15). Наружная тяга (13) соединена с взаимосвязанными кронштейнами (16) (17), соединенными с соответствующими поворотными рычагами (18) (19), подвижно закрепленными на платформе (20), которая в свою очередь неподвижно закреплена на статорной части компрессора высокого давления. Приводные кольца (14) (15) соединены с соответствующими поворотными рычагами (18) (19) посредством тяг (21) (22). На приводном кольце (14) подвижных секторов (5) установлены пальцы (23), в свою очередь на задних стенках (8) подвижных секторов (5) разделителя выполнены наклонные прорези (24) с возможностью контактировать с соответствующими пальцами (23) приводного кольца (14) подвижных секторов (5). Поворотные оси (7) снабжены буртиками (25), в свою очередь в торцевых стенках (6) подвижных секторов (5) выполнены соосные с поворотными осями (7) отверстия (26) и проточки (27) под буртики (25) для фиксации поворотных осей (7) посредством разрезных распорных колец (28), которые размещены в соответствующих проточках (29). Неподвижные сектора (4) разделителя потока снабжены сферическими подшипниками (30), запрессованными в отверстия (31) и контактирующими с поворотными осями (7).

Изменение положения подвижных секторов (5) осуществляется совместно с поворотными направляющими аппаратами посредством управляющего гидроцилиндра (11), передающего усилие через коромысло (12) на наружную тягу (13), далее на взаимосвязанные кронштейны (16) (17), которые при перемещении изменяют положение поворотных рычагов (18) (19), передавая усилие на приводные кольца (14) (15) через тяги (21) (22) соответственно. Изменение положения направляющих аппаратов описано на примере одной ступени и осуществляется через приводное кольцо (15). Приводное кольцо (14) при перемещении воздействует на подвижные сектора (5) посредством установленных на кольце (14) пальцев (23), контактирующих с соответствующими наклонными прорезями (24), отклоняя их относительно поворотных осей (7).

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к элементам конструкции промежуточных корпусов газотурбинных двигателей. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является повышение надежности и снижение массы конструкции, за счет уменьшения количества деталей, а также упрощение системы управления двигателем. Предложен промежуточный корпус турбомашины с разделителем потока, содержащий силовые стойки 1, размещенные между наружным 2 и внутренним 3 контурами, объединенные составным коническим разделителем потока, состоящим из неподвижных 4 и подвижных 5 секторов. Неподвижные сектора 4 выполнены за одно целое с силовыми стойками 1, между которыми расположены подвижные сектора 5, торцевые стенки 6 которых соединены поворотными осями 7 с близлежащими неподвижными секторами 4, а задние стенки 8 подвижных секторов 5 кинематически соединены с приводом. Согласно изобретению, наружный диаметр внутреннего контура 3 образован статорной частью 9 компрессора высокого давления с регулируемыми направляющими аппаратами 10, также статорная часть 9 компрессора соединена с неподвижными секторами 4 разделителя потока, причем привод направляющих аппаратов 10 компрессора и подвижных секторов 5 разделителя выполнен общим. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Промежуточный корпус турбомашины с составным коническим разделителем потока, содержащий силовые стойки, размещенные между наружным и внутренним контурами, объединенные составным коническим разделителем потока, состоящим из неподвижных и подвижных секторов, причем неподвижные сектора выполнены за одно целое с силовыми стойками, между которыми расположены подвижные сектора, торцевые стенки которых соединены поворотными осями с близлежащими неподвижными секторами, а задние стенки подвижных секторов кинематически соединены с приводом, отличающийся тем, что наружный диаметр внутреннего контура образован статорной частью компрессора высокого давления с регулируемыми направляющими аппаратами, также статорная часть компрессора соединена с неподвижными секторами разделителя потока, причем привод направляющих аппаратов компрессора и подвижных секторов разделителя выполнен общим.

2. Промежуточный корпус турбомашины по п. 1, отличающийся тем, что изменение положения подвижных секторов и, по меньшей мере, регулируемых направляющих аппаратов одной ступени компрессора выполнено посредством приводных колец, связанных с общим приводом при помощи поворотных рычагов и тяг.

3. Промежуточный корпус турбомашины по п. 2, отличающийся тем, что на приводном кольце подвижных секторов установлены пальцы, в свою очередь, на задних стенках подвижных секторов разделителя выполнены наклонные прорези с возможностью контактировать с соответствующими пальцами приводного кольца подвижных секторов.

4. Промежуточный корпус турбомашины по п. 1, отличающийся тем, что поворотные оси снабжены буртиками, в свою очередь, в торцевых стенках подвижных секторов выполнены соосные с поворотными осями отверстия и проточки под буртики для фиксации поворотных осей посредством разрезных распорных колец, которые размещены в соответствующих проточках.

5. Промежуточный корпус турбомашины по п. 1, отличающийся тем, что неподвижные сектора разделителя потока снабжены сферическими подшипниками, контактирующими с поворотными осями.