×
10.04.2019
219.017.01c7

Результат интеллектуальной деятельности: КОМПРЕССОР ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002225538
Дата охранного документа
10.03.2004
Аннотация: Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности и кпд за счет снижения уровня напряжений в зоне концентраторов, снижения веса дисков и паразитных утечек воздуха. Данная задача решается за счет того, что в компрессоре газотурбинного двигателя, содержащем ротор и статор с установленными в них рабочими и направляющими лопатками с помощью осевых замковых соединений типа "ласточкин хвост", согласно изобретению со стороны подошвы замка лопатки выполнена выборка шириной l и глубиной h, боковые стороны которой параллельны торцам замка, причем Н/h= 2,5. . . 12; L/n=2,5...7 и L/l=1,4...2, где Н - радиальная высота замка лопатки; L - осевая длина замка лопатки; n - расстояние от торца замка до выборки вдоль оси компрессора. 3 ил.

Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известен компрессор газотурбинного двигателя, рабочие лопатки которого установлены на дисках с помощью осевых замковых соединений типа "ласточкин хвост", а спрямляющие лопатки закреплены в статоре неразъемным соединением с помощью сварки [1].

Недостатком такой конструкции является низкая ремонтопригодность статора, так как спрямляющие лопатки закреплены на статоре сваркой.

Наиболее близким к заявляемому по конструкции является компрессор газотурбинного двигателя, в котором рабочие и направляющие лопатки установлены соответственно на дисках и в кольцах направляющих аппаратов с помощью осевых замковых соединений типа "ласточкин хвост" [2].

Недостатком такой конструкции является увеличенный вес замковых соединений и компрессора в целом, пониженный кпд из-за увеличенных утечек воздуха по замковым соединениям и пониженная надежность из-за повышенных напряжений в замковых соединениях рабочих лопаток в зоне выхода осевого замка на торец обода диска.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности и кпд за счет снижения уровня напряжений в зоне концентраторов, снижения веса дисков и паразитных утечек воздуха.

Данная задача решается за счет того, что в компрессоре газотурбинного двигателя, содержащем ротор и статор с установленными в них рабочими и направляющими лопатками с помощью осевых замковых соединений типа "ласточкин хвост", согласно изобретению со стороны подошвы замка лопатки выполнена выборка шириной l и глубиной h, боковые стороны которой параллельны торцам замка, причем Н/h=2,5...12; L/n=2,5...7 и L/l=1,4...2, где
Н - радиальная высота замка лопатки;
L - осевая длина замка лопатки;
n - расстояние от торца замка до выборки вдоль оси компрессора.

Заявляемая конструкция позволяет снизить уровень напряжений на ободе диска в зоне выхода паза замка на торец обода диска путем выполнения выборки со стороны подошвы замка лопатки. Это связано с тем, что выборка местно уменьшает радиальную жесткость замка, и под действием центробежных сил от пера лопатки часть замка с пониженной жесткостью упруго деформируется в большей степени, чем части замка, прилегающие к входной и выходной кромкам. По этой причине в центральной части замка, преимущественно по оси симметрии полотна диска, контактные напряжения в замковом соединении повышены, а в зоне входной и выходной кромок рабочих лопаток, т.е. в зоне выхода паза типа "ласточкин хвост" на торец обода диска контактные напряжения понижены, что повышает надежность конструкции, т.к. предотвращает образование трещин в зоне размещения концентраторов напряжений, которыми являются острые кромки в месте выхода паза на торец обода диска.

При работе двигателя между входной и выходной кромками рабочей лопатки существует перепад давления, за счет которого воздух перетекает по зазорам в замковом соединении в направлении, обратном течению воздуха в проточной части компрессора. В этом случае выборка в замке лопатки работает как полость внезапного расширения, в которой перетекающий воздух расширяется и потому тормозится, теряя свою энергию, тем самым уменьшая величину утечек в замковых соединениях.

В направляющих лопатках выборки служат для размещения части резьбового хвостовика болта крепления направляющего аппарата. Донышко выборки является местом клеймения лопаток.

Кроме того, заявляемая конструкция позволяет снизить вес компрессора за счет облегчения замков и, соответственно, дисков компрессора.

При выполнении отношения Н/h меньше 2,5 будет излишне ослабляться замок, что снизит надежность лопаток.

В случае, когда Н/h>12 возрастут утечки через замковое соединение и увеличится вес компрессора.

Увеличение веса компрессора и возрастание утечек по замкам будет наблюдаться в случае, если L/n<2,5, а при L/n>7 будет излишне ослаблен замок лопатки, что снизит его надежность, что также вероятно при L/l<1,4.

При L/l>2 возрастают вес компрессора и напряжения в зоне выхода паза замка на торец обода диска.

Изобретение проиллюстрировано следующими фигурами.

На фиг.1 показан продольный разрез компрессора газотурбинного двигателя. На фиг. 2 показан элемент I на фиг.1 в увеличенном виде; на фиг.3 показано сечение А-А на фиг.2.

Компрессор 1 газотурбинного двигателя состоит из ротора 2, на шлицевом валу 3 которого установлены диски 4 с рабочими лопатками 5 и статора 6, в корпусе 7 которого с помощью болтов 8 закреплены кольца направляющих аппаратов 9 с направляющими лопатками 10.

Рабочие лопатки 5 и направляющие лопатки 10 установлены соответственно в дисках 4 и в кольцах направляющих аппаратов 9 с помощью замкового соединения типа "ласточкин хвост" 11, состоящего из замка 12, 13, рабочей 5 или направляющей 10 лопатки и паза 14, 15 в дисках 4 или в кольцах направляющих аппаратов 9.

Пазы 14, 15 в диске 4 выполнены преимущественно вдоль оси компрессора 1 или под острым углом к ней.

Диск 4 состоит из полотна 16 и обода 17; между торцами 18 и 19 ободов 17 соседних дисков установлены рабочие кольца 20, по которым работают направляющие лопатки 10.

В замках 12 и 13 типа "ласточкин хвост" рабочих 5 и направляющих 10 лопаток, со стороны подошвы замка 21, выполнены выборки 22 и 23 соответственно, осевой длиной l, глубиной h и расстоянием n от торца 24, замка 12, 13 лопатки, причем боковые поверхности 25 выборок 22 и 23 параллельны торцам 24 замков лопаток 5, 10.

В выборках 23 направляющих лопаток 10 частично размещены резьбовые хвостовики 26 болтов 8, а на поверхности 27 донышка выборок 22, 23 наносится клеймение лопаток 5, 10.

Работает данное устройство следующим образом.

При работе компрессора 1 сжатый воздух за счет перепада давлений между входной и выходной кромками рабочих 5 и направляющих 10 лопаток стремится перетекать по зазорам в замковых соединениях 11, вызывая тем самым снижение кпд компрессора 1.

Снижению паразитных утечек воздуха способствуют выборки 23, 22, выполненные со стороны подошвы замков 12 и 13 лопаток 5 и 10 и работающие как полости внезапного расширения с последующим торможением потока перетекающего воздуха.

Одновременно повышается прочность рабочих дисков 4 из-за снижения веса замков 12 рабочих лопаток 5, а также из-за перераспределения напряжений в замковом соединении 11 рабочей лопатки 5 с диском 4 по длине паза 14, в результате чего снижается уровень напряжений в зоне концентраторов, т.е. в зоне выхода паза 14 на торцы 18, 19 ободов 17 дисков 4.

Источники информации
1. Г.С.Скубачевский. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей, М., "Машиностроение", 1981, стр. 19, рис. 3.40.

2. Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30, Москва, Машиностроение, 1971 г., стр. 19, рис. 6.

Компрессоргазотурбинногодвигателя,содержащийротористаторсустановленнымивнихрабочиминаправляющимилопаткамиспомощьюосевыхзамковыхсоединенийтипа"ласточкинхвост",отличающийсятем,чтосостороныподошвызамкалопаткивыполненавыборкаширинойlиглубинойh,боковыестороныкоторойпараллельныторцамзамка,причемН/h=2,5...12;L/n=2,5...7иL/l=1,4...2,гдеН-радиальнаявысотазамкалопатки;L-осеваядлиназамкалопатки;n-расстояниеотторцазамкадовыборкивдольосикомпрессора.
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