Механизм поворота лопаток осевой турбомашины Советский патент 1982 года по МПК F04D27/00 F04D29/56 

(54) МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА ЛОПАТОК ОСЕВОЙ ТУРБОМАШИНЫ Изобретение относится к турбомашиностроению, а именно к механизмам поворота лопаток осевой турбомашины. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является механизм поворота лопаток осевой турбомашины, содержащий синхронизирующее кольцо, соединенное с цапфами лопаток и подпружиненным полым штоком пневмопривода 1. Однако механизм обладает недостаточной надежностью, быстродействием и плавностью поворота лопаток, так как силы трения во всех движушихся элементах механизма непостоянны. Цель изобретения - повышение надежности, быстродействия и плавности поворота. Указанная цель достигается тем, что в штоке выполнено центральное отверстие, а в его полости установлен подпружиненный управляющий цилиндр, перекрывающий при своем перемещении центральное отверстие и имеющий радиальное отверстие, сообщающее полости цилиндра и щтока. На фиг. 1 изображен механизм поворота лопаток осевой турбомашнны, продольный разрез; на фиг. 2 - щток пневмопривода; на фиг. 3 - узел механизма поворота с подпружиненным управляющи.м цилиндром. Механиз.м поворота лопаток осевой турбомашины содержит синхронизирующее кольцо 1, соединенное с цапфами лопаток 2 и подпружиненны.м пружиной 3 полым штоком 4 пневмопривода 5, установленным в корпусе 6. Приче.м в щтоке 4 выполнено центральное отверстие 7, а в его по.лости 8 установлена втулка 9 с размещенным в ней подпружиненным пружиной 10 управляющим цилиндром 11, перекрывающим при своем перемещении центральное отверстие 7 и имеющим радиальное отверстие 12, сообщающее полость 13 цилиндра 11 и полость 8 щтока 4. Кро.ме того, механизм снабжен трубкой забора воздуха, трубопроводом и блоком очистки и охлаждения (не показаны), а торец управляющего цилиндра 11 образует с упором 14 рабочую полость 15 и на нем выполнены прорези 16. Механизм поворота лопаток осевой турбомашины работает следующим образом. Пневмопривод 5 работает в заданном диапазоне давлений от PI до Р воздуха в проточной части турбомашины, что соответствует углу поворота лопаток 2 в заданном диапазоне. В исходном положении управляющий цилиндр 11 под действием пружины 10 контактирует с упором 14, а шток 4 под действием пружины 3 контактирует с корпусом 6. При запуске турбомашины воздух из проточной части через трубку забора воздуха, трубопровод, блок очистки и охлаждения поступает в рабочую полость 15 управляющего цилиндра 11 и через прорези 16 на торце управляющего цилиндра 11, полость 13, радиальное отверстие 12 и центральное отверстие 7 свободно вытекает в атмосферу. При достижении давления воздуха в проточной части и рабочей полости 15 значения PI, управляющий цилиндр И отходит от упора 14 и закрывает своим торцом центральное отверстие 7, при этом воздух через зазор между управляющим цилиндром 11 и упоро.м 14 поступает в полость 8 штока 4 через полость 13 цилиндра 11 и радиальное отверстие 12. При увеличении давления в полости 8 воздух перемещает щток 4 пневмопривода 5, сжимая пружину 3. При достижении давления в проточной части и рабочей полости 15 значения Р щток пневмопривода 5 начинает контактировать с корпусом 6. При этом шток 4 пневмопривода 5 воздействует на цапфы лопаток 2 и поворачивает их. Движение щтока 4 пневмопривода 5 и поворот лопаток 2 происходит до тех пор, пока управляющий цилиндр 11 не приходит в равновесие под действием пружины 10, с одной стороны, и силы давления воздуха в проточной части, с другой стороны. В этот момент устанавливается динамическое равновесие щтока 4 пневмопривода 5 под действием сил давления в полости 8 и силы пружины. Динамическое равновесие устойчиво поддерживается до тех пор, пока не изменится давление воздуха в проточной части турбомашины. После снижения давления в проточной части до значения PI управляющий цилиндр 11 под действием пружины 10 отходит от щтока 4 пневмопривода 5, открывая стравливание воздуха из полости 8 через центральное отверстие 7 в атмосферу, при этом щток 4 пневмопривода 5 под действием пружины 3 передвигается в обратном направлении. При этом лопатки возвращаются в исходное положение. Данный механизм поворота является быстродействующим устройством, что особенно важно при сбросе оборотов турбомащины, кроме того, он не нуждается в посторонних источниках сжатого воздуха, что приводит к повыщению его надежности. Формула изобретения Механизм поворота лопаток осевой турбомашины, содержащий синхронизирующее кольцо, соединенное с цапфами лопаток и подпружиненным полым щтоком пневмопривода, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, быстродействия и плавности поворота, в щтоке выполнено центральное отверстие, а в его полости установлен подпружиненный управляющий цилиндр., перекрывающий при своем пере.мещении центральное отверстие и имеющий радиальное отверстие, сообщающее полости цилиндра и щтока. Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 574549, кл. F 04 D 29/56, 1975.

Ids