×
10.04.2019
219.016.ffb1

Результат интеллектуальной деятельности: ОБОГРЕВАЕМЫЙ ПОВОРОТНЫЙ НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ КОМПРЕССОРА

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002261373
Дата охранного документа
27.09.2005
Аннотация: Изобретение относится к обогреваемым поворотным направляющим аппаратам компрессоров газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности компрессора путем равномерной подачи теплого воздуха в направляющую лопатку и их выхода в проточную часть с минимальными гидравлическими потерями, а также предотвращения образования льда на поверхности лопатки. Сущность технического решения заключается в том, что в обогреваемом поворотном направляющем аппарате компрессора, включающем наружное кольцо с промежуточной втулкой, в которой внешними цапфами установлена поворотная направляющая лопатка, каналы подвода теплового воздуха к наружному кольцу, промежуточной втулке и внешней цапфе лопатки, сообщающиеся со щелью внутри пера лопатки, внутренний торец которого и внутреннее кольцо разделены радиальным зазором, согласно изобретению промежуточная втулка установлена в наружном кольце с натягом, а каналы подвода воздуха выполнены кольцевыми, снаружи и внутри охватывающими промежуточную втулку, причем отношение ширины щели внутри пера лопатки к величине радиального зазора между внутренним торцом пера лопатки и внутренним кольцом составляет 0,5-4. 3 ил.

Изобретение относится к обогреваемым поворотным направляющим аппаратам компрессоров газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известен обогреваемый поворотный направляющий аппарат, в корпусе которого выполнена полость подвода теплого воздуха, который отводится через отверстия в корыте или в спинке лопатки в проточную часть компрессора [1].

Недостатком такой конструкции является пониженный КПД компрессора из-за гидравлических потерь в зоне выпускных отверстий.

Наиболее близким к заявляемому является обогреваемый входной направляющий аппарат, в котором для подвода обогревающего воздуха в наружном кольце, промежуточной втулке и периферийной цапфе лопатки выполнены каналы, которые соединены со щелью внутри пера лопатки, имеющей свободный выход со стороны внутреннего торца пера лопатки в проточную часть компрессора [2].

Недостатком известной конструкции является низкая надежность из-за прекращения подачи теплового воздуха в направляющие лопатки в случае произвольного проворота промежуточной втулки или перекрытия выходной щели на внутреннем торце пера лопатки внутренним кольцом обогреваемого поворотного направляющего аппарата, что является причиной образования льда на поверхности лопатки.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности компрессора путем равномерной подачи теплого воздуха в направляющую лопатку и его выхода в проточную часть с минимальными гидравлическими потерями, а также предотвращения образования льда на поверхности лопатки.

Сущность технического решения заключается в том, что в обогреваемом поворотном направляющем аппарате компрессора, включающем наружное кольцо с промежуточной втулкой, в которой внешними цапфами установлена поворотная направляющая лопатка, каналы подвода теплого воздуха к наружному кольцу, промежуточной втулке и внешней цапфе лопатки, сообщающиеся со щелью внутри пера лопатки, внутренний торец которого и внутреннее кольцо разделены радиальным зазором, согласно изобретению промежуточная втулка установлена в наружном кольце с натягом, а каналы подвода воздуха выполнены кольцевыми, снаружи и внутри охватывающими промежуточную втулку, причем отношение ширины щели внутри пера лопатки к величине радиального зазора между внутренним торцом пера лопатки и внутренним кольцом составляет 0,5-4.

В обогреваемом поворотном направляющем аппарате из-за вибрации и при большой наработке возможен износ подшипника скольжения, образованного внешней цапфой поворотной лопатки и наружным кольцом. Для сохранения дорогостоящего наружного кольца в последнее с натягом устанавливают износостойкую втулку, которая и заменяется при ремонте в случае ее износа.

Выполнение кольцевых каналов воздуха, охватывающих снаружи и изнутри промежуточную втулку, обеспечивает подачу обогревающего воздуха в направляющую лопатку при любом угловом положении каналов подвода теплого воздуха во втулке, т.е. равномерный обогрев лопатки.

В случае подачи теплого воздуха на обогрев поворотных направляющих лопаток происходит их нагрев и радиальная тепловая деформация, в результате которой радиальный зазор между внутренним торцом пера лопатки и внутренним кольцом направляющего аппарата стремится сократиться до околонулевых величин, а это может привести к перекрытию щели для выхода обогревающего воздуха и образованию льда на поверхности лопатки и, как следствие, - к поломке компрессора. Величина радиального зазора h зависит от размерности компрессора, в том числе от ширины щели t внутри торца пера поворотной направляющей лопатки.

Оптимальное соотношение ширины t щели внутри пера лопатки к радиальному зазору h между внутренним торцом пера лопатки и внутренним кольцом, равное 0,5-4, обеспечивает выход обогревающего воздуха в проточную часть с минимальными гидравлическими потерями.

При t/h<0,5 снижается к.п.д. компрессора из-за излишнего увеличения радиального зазора, а при t/h>4 возможно прекращение поступления обогревающего воздуха в направляющую лопатку из-за перекрытия щели внутренним кольцом направляющего аппарата.

На фиг.1 изображен обогреваемый поворотный направляющий аппарат компрессора заявляемой конструкции, на фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1, а на фиг.2 - сечение Б-Б на фиг.1.

Обогреваемый поворотный направляющий аппарат 1 включает наружное кольцо 2 с установленными в нем с натягом промежуточными втулками 3, в которых внешними цапфами 4 зафиксированы обогреваемые поворотные направляющие лопатки 5. Внутренними цапфами 6 лопатки 5 установлены во внутреннем кольце 7 направляющего аппарата 1. Поворот лопаток 5 осуществляется с помощью рычагов 8 и приводного механизма 9.

Для подвода теплого обогревающего воздуха в наружном кольце 2 выполнены кольцевые каналы 10, снаружи и изнутри охватывающие втулку 3, в которой выполнены радиальные по отношению к оси 11 внешней цапфы 4 отверстия 12, соединяющие кольцевые каналы 10 с кольцевой полостью 13 во внешней цапфе 4 лопатки 5, которая в свою очередь радиальными отверстиями 14 соединена с каналом 15 по оси цапфы 4.

Канал 15 с помощью канала 16 соединен со щелью 17, выполненной внутри пера 18 лопатки 5 со стороны входной кромки 19. Щель 17 шириной t имеет выход в проточную часть 20 направляющего аппарата 1 через внутренний торец 21 лопатки 5, который установлен с радиальным зазором 22 величиной h относительно внутреннего кольца 7 направляющего аппарата 1.

Кольцевая полость 10 через управляющую заслонку (не показана) соединена с промежуточной ступенью компрессора (не показана) с помощью канала 23.

Работает данное устройство следующим образом.

При работе двигателя в случае понижения температуры окружающего воздуха и наступления обледенения из-за промежуточной ступени компрессора (не показана) по каналу 23 в кольцевой канал 10 поступает теплый воздух, который по отверстиям 12 в промежуточной втулке 3, кольцевую полость13 и радиальные отверстия 14 поступает в канал 15 наружной цапфы лопатки 5, откуда по каналу 16 поступает в щель 17 для обогрева пера 18 лопатки 5, что обеспечивает поступление теплого воздуха в щель 17 независимо от углового положения втулки 3, т.е. равномерность подачи теплового воздуха в лопатку и выход обогревающего воздуха в проточную часть 20 с минимальными гидравлическими потерями.

Данное устройство надежно работает на газотурбинных установках ГТУ-12П и ГТУ-16П до 30000 часов без ремонта.

Источники информации

1. С.А.Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей, Москва, «Машиностроение», 1981, стр.116, рис.3.55.а.

2. Патент РФ №2173410, F 04 D 29/56, 2001 г.

Обогреваемыйповоротныйнаправляющийаппараткомпрессора,включающийнаружноекольцоспромежуточнойвтулкой,вкоторойвнешнимицапфамиустановленаповоротнаянаправляющаялопатка,каналыподводатепловоговоздухакнаружномукольцу,промежуточнойвтулкеивнешнейцапфелопатки,сообщающиесясщельювнутрипералопатки,внутреннийторецкоторогоивнутреннеекольцоразделенырадиальнымзазором,отличающийсятем,чтопромежуточнаявтулкаустановленавнаружномкольцеснатягом,аканалыподводавоздухавыполненыкольцевыми,снаружиивнутриохватывающимипромежуточнуювтулку,причемотношениешириныщеливнутрипералопаткиквеличинерадиальногозазорамеждувнутреннимторцомпералопаткиивнутреннимкольцомсоставляет0,5-4.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 66 items.
20.01.2013
№216.012.1d3f

Болтовое соединение вращающихся деталей

Изобретение относится к области машиностроения и авиадвигателестроения и может быть использовано для соединения вращающихся деталей ротора газотурбинного двигателя авиационного и наземного применения. Болтовое соединение вращающихся деталей, объединенных в пакет, с расположенными по окружности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472981
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.03.2013
№216.012.2d8c

Способ изготовления полой вентиляторной лопатки

Изобретение может быть использовано в авиационном двигателестроении при изготовлении полой лопатки вентилятора газотурбинного двигателя, состоящей из выполненных из титанового сплава обшивок и заполнителя. Способ предполагает использование диффузионной сварки для соединения обшивок и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477191
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.04.2015
№216.013.43b8

Способ изготовления полого изделия типа вентиляторной лопатки

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, более конкретно к способам изготовления с использованием диффузионной сварки полого изделия. Изготавливают заготовки обшивок и заполнителя, при этом на внешней поверхности одной или обеих заготовок обшивок выполняют отдельные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548834
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.07.2015
№216.013.5cb5

Способ изготовления полой вентиляторной лопатки

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. С использованием диффузионной сварки и сверхпластической формовки собирают заготовки обшивок и заполнителя в пакет. Предварительно на участки контактирующих поверхностей заготовок обшивок и заполнителя по заданному трафаретному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555274
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.02.2019
№219.016.bcac

Осевой компрессор турбомашины

Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей турбомашин преимущественно наземного применения. Техническая задача заключается в повышении надежности и к.п.д. компрессора за счет снижения погрешности установки углов поворотных направляющих лопаток на всех режимах работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002267656
Дата охранного документа: 10.01.2006
20.02.2019
№219.016.c46f

Компрессор газотурбинного двигателя

Изобретение относится к производству газотурбинных двигателей авиационного и наземного применений. Технический результат заключается в повышении надежности за счет исключения сварных и клепаных соединений фланцев клапанов перепуска с наружным корпусом компрессора, а также снижения вибро- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02175405
Дата охранного документа: 27.10.2001
20.02.2019
№219.016.c4ca

Высокотемпературная турбина газотурбинного двигателя

Высокотемпературная турбина газотурбинного двигателя содержит ротор с промежуточным элементов между дисками ротора. Промежуточный элемент выполнен из двух закрепленных на валу ротора с помощью фланца промежуточных дисков. Промежуточные диски установлены с упругой деформацией полотен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002193091
Дата охранного документа: 20.11.2002
01.03.2019
№219.016.ca23

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель включает входной кок, вал двигателя и вал привода внешней нагрузки со стороны входного корпуса двигателя. Во внутренней полости кока между валами двигателя и привода внешней нагрузки размещена гибкая муфта. Отношение наружного диаметра гибкой муфты к расстоянию от муфты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002204036
Дата охранного документа: 10.05.2003
01.03.2019
№219.016.d119

Ротор двухступенчатой турбины

Ротор двухступенчатой турбины содержит два промежуточных диска, размещенных между рабочими дисками и имеющих полотна и ободы с опорной и консольными частями. Отношение длины опорной части обода промежуточного диска между полотном диска и торцом соседнего рабочего диска к длине консольной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02163669
Дата охранного документа: 27.02.2001
11.03.2019
№219.016.d638

Свеча зажигания

Изобретение относится к системам зажигания газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Свеча зажигания содержит корпус с центральным электродом и боковой электрод в виде втулки с центральным цилиндрическим каналом, а также кожух, охватывающий корпус с образованием охлаждающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002277278
Дата охранного документа: 27.05.2006
Showing 1-10 of 46 items.
20.02.2019
№219.016.c46f

Компрессор газотурбинного двигателя

Изобретение относится к производству газотурбинных двигателей авиационного и наземного применений. Технический результат заключается в повышении надежности за счет исключения сварных и клепаных соединений фланцев клапанов перепуска с наружным корпусом компрессора, а также снижения вибро- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02175405
Дата охранного документа: 27.10.2001
20.02.2019
№219.016.c4ca

Высокотемпературная турбина газотурбинного двигателя

Высокотемпературная турбина газотурбинного двигателя содержит ротор с промежуточным элементов между дисками ротора. Промежуточный элемент выполнен из двух закрепленных на валу ротора с помощью фланца промежуточных дисков. Промежуточные диски установлены с упругой деформацией полотен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002193091
Дата охранного документа: 20.11.2002
01.03.2019
№219.016.ca23

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель включает входной кок, вал двигателя и вал привода внешней нагрузки со стороны входного корпуса двигателя. Во внутренней полости кока между валами двигателя и привода внешней нагрузки размещена гибкая муфта. Отношение наружного диаметра гибкой муфты к расстоянию от муфты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002204036
Дата охранного документа: 10.05.2003
01.03.2019
№219.016.d0ff

Лабиринтное уплотнение

Изобретение относится к области машиностроения. Лабиринтное уплотнение между статором и ротором турбомашины включает лабиринтные гребешки и ответную им цилиндрическую поверхность. Лабиринтные гребешки выполнены на фланце статора, а на цилиндрическую поверхность лабиринта ротора нанесено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02168089
Дата охранного документа: 27.05.2001
01.03.2019
№219.016.d119

Ротор двухступенчатой турбины

Ротор двухступенчатой турбины содержит два промежуточных диска, размещенных между рабочими дисками и имеющих полотна и ободы с опорной и консольными частями. Отношение длины опорной части обода промежуточного диска между полотном диска и торцом соседнего рабочего диска к длине консольной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02163669
Дата охранного документа: 27.02.2001
08.03.2019
№219.016.d5bd

Электромагнитный трал

Изобретение относится к области военно-инженерного дела, в частности к устройствам для траления мин. Трал позволяет уменьшить шунтирующее влияние на магнитное поле оболочки электромагнитов и корпуса базовой машины, улучшить защищенность электромагнитов от воздействия взрыва, обеспечить контроль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02167382
Дата охранного документа: 20.05.2001
11.03.2019
№219.016.d6be

Камера сгорания газотурбинного двигателя

Изобретение относится к камерам сгорания газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Камера сгорания содержит, по меньшей мере, в двух головках жаровых труб две свечи зажигания. При этом жаровые трубы со свечами расположены выше оси камеры сгорания под углом α=15...85° к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002247282
Дата охранного документа: 27.02.2005
11.03.2019
№219.016.d73d

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель содержит компрессор, камеру сгорания, турбину низкого давления и турбину высокого давления. Ротор турбины высокого давления соединен межвальным соединением с ротором компрессора и установлен консольно на радиальном роликоподшипнике. Внутреннее кольцо радиального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002204042
Дата охранного документа: 10.05.2003
11.03.2019
№219.016.d79a

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель содержит диск турбины, на котором установлен покрывной дефлектор диска, состоящий из ступицы и полотна. Полотно дефлектора выполнено с радиальной внешней и наклонной от диска внутренней стенками. Наклон внутренней стенки выполнен от ступицы дефлектора к его периферии....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002224893
Дата охранного документа: 27.02.2004
11.03.2019
№219.016.d7b8

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель содержит компрессор, камеру сгорания и турбину привода компрессора, консольный ротор которого установлен в переднем радиально-упорном и заднем радиальном подшипниках. Опоры подшипников закреплены на внутреннем корпусе камеры сгорания. Между валами компрессора и турбины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002225523
Дата охранного документа: 10.03.2004
+ добавить свой РИД