×
10.04.2019
219.017.01e4

Результат интеллектуальной деятельности: ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002211936
Дата охранного документа
10.09.2003
Аннотация: Газотурбинный двигатель содержит компрессор, камеру сгорания, турбину привода компрессора, узел соединения валов турбины и компрессора с резьбовой втулкой. Резьбовая втулка установлена внутри вала турбины, который с помощью шлиц размещен внутри вала компрессора. На резьбовом хвостовике втулки установлена гайка с внутренним кольцевым выступом. Гайка посредством наружного и внутреннего сферических колец прижата к кольцевому выступу вала турбины. Направления резьб на переднем радиальном выступе и на хвостовике втулки совпадают. Между передним радиальным выступом втулки и валом турбины, а также между хвостовиком втулки и внутренним кольцевым выступом гайки установлены регулировочные кольца. Изобретение позволяет повысить надежность и кпд газотурбинного двигателя путем минимизации радиальных зазоров между статором и ротором турбины за счет исключения промежуточных элементов узла соединения валов турбины и компрессора. 2 ил.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения.

Известен газотурбинный двигатель, узел соединения валов компрессора и турбины в котором выполнен с соединительной муфтой [1].

Однако недостатками известной конструкции являются большие габаритные размеры и вес.

Наиболее близкой к заявляемой является конструкция газотурбинного двигателя с узлом соединения валов компрессора и турбины, включающем промежуточный вал, установленный на валу компрессора, промежуточную шлицевую втулку, а также сферические кольца и резьбовую втулку, через которые передается осевое усилие и крутящий момент с вала турбины на вал компрессора [2] .

Недостатком такой конструкции является низкая надежность и кпд двигателя из-за большого числа промежуточных соединений между валами компрессора и турбины (промежуточный вал и шлицевая муфта), в результате чего на валу турбины появляются дополнительные радиальные биения, приводящие к увеличению радиальных зазоров между статором и ротором турбины, уменьшение кпд которой необходимо парировать для сохранения тяги двигателя увеличением температуры газа перед турбиной.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности и кпд, путем минимизации радиальных зазоров между статором и ротором турбины за счет исключения промежуточных элементов узла соединения валов турбины и компрессора.

Сущность изобретения заключается в том, что в газотурбинном двигателе, содержащем компрессор, камеру сгорания и турбину привода компрессора, а также узел соединения валов турбины и компрессора с резьбовой втулкой, наружное и внутреннее сферические кольца, согласно изобретению резьбовая втулка выполнена с передним радиальным выступом и резьбовым хвостовиком и установлена внутри вала турбины, который с помощью шлиц размещен внутри вала компрессора, на резьбовом хвостовике втулки установлена гайка с внутренним кольцевым выступом, гайка посредством наружных и внутренних колец прижата к кольцевому выступу вала турбины, при этом направления резьб на переднем радиальном выступе и на резьбовом хвостовике втулки совпадают, а между передним радиальным выступом втулки и валом турбины, а также между хвостовиком втулки и внутренним кольцевым выступом гайки установлены регулировочные кольца.

Предложенная конструкция позволяет устанавливать вал турбины в вал компрессора вблизи подшипника, поэтому радиальное смещение вала турбины минимально и определяется только радиальными зазорами в этом шлицевом соединении, что способствует сохранению радиальных зазоров между статором и ротором турбины и повышению надежности газотурбинного двигателя.

Несоосность валов компрессора и турбины, вызванная несоосностью подшипников, будет парироваться зазорами в шлицах, а сферические кольца позволят работать резьбовой втулке только на растяжение, что повысит ее надежность и надежность двигателя в целом.

При таком исполнении при отворачивании резьбовой втулки под воздействием вибрации работающего двигателя, втулка поворачивается по резьбе относительно гайки и упирается в регулировочное кольцо, после чего останавливается, т.к. осевое перемещение регулировочного кольца ограничено кольцевым ребром гайки. В обратном направлении втулка не может поворачиваться из-за упора торцом в кольца и кольцевой выступ вала компрессора.

На фиг.1 показан продольный разрез газотурбинного двигателя, на фиг.2 - элемент 1 на фиг.1 в увеличенном виде.

Газотурбинный двигатель 1 состоит из компрессора 2, камеры сгорания 3, турбины высокого давления 4, приводящей во вращение компрессор 2, и силовой турбины 5.

Ротор 6 компрессора 2 установлен в роликовом подшипнике 7 со стороны входа в компрессор 2 и в шарикоподшипнике 8, а ротор 9 турбины 4 установлен консольно в роликоподшипнике 10. Перед этим хвостовик 11 вала 12 ротора 9 своими шлицами 13 установлен в охватывающем его валу 14 ротора 6 компрессора 2 с целью передачи крутящего момента от ротора 9 турбины 4 на ротор 6 компрессора 2.

Для передачи осевого усилия от ротора 9 турбины 4 на ротор 6 компрессора 2 внутри вала 14 с помощью резьбы 15, выполненной на переднем радиальном выступе 16, установлена втулка 17, на хвостовике 18 которой имеется резьба 19. На резьбовом хвостовике 18 навернута гайка 20, упирающаяся своим передним торцом 21 через наружное 22 и внутреннее 23 сферические кольца во внутренний кольцевой выступ 24 вала 12 турбины 4. Направление резьб 15 и 19 совпадают. Своим передним торцом 25 втулка 17 упирается через кольцо 26, наружное кольцо 27 роликоподшипника и шлицевое кольцо 28 во внутренний выступ 29 вала 14 компрессора 2.

Гайка 20 относительно вала 12 турбины 4 фиксируется от поворота с помощью шлицевого кольца 30 с торцовыми 31 и радиальными 32 шлицами. В свою очередь кольцо 30 фиксируется в осевом направлении с помощью разжимного упругого кольца 33, устанавливаемого в кольцевую проточку 34 вала 12. Между хвостовиком 18 гайки 20 и внутренним кольцевым выступом 35, а также между передним радиальным выступом 16 и хвостовиком 11 вала 12 установлены регулировочные кольца 36 и 37.

Устройство работает следующим образом.

При работе двигателя крутящий момент от ротора 9 турбины 4 на ротор 6 компрессора 2 передается через шлицы 13 непосредственно с вала 9 турбины 4 на вал 14 компрессора 2, а осевое усилие - через сферические кольца 22 и 23, гайку 20 и втулку 17. При этом радиальные перемещения хвостовика 11 вала 12 турбины 4 минимальны, т. к. они обусловлены только радиальными зазорами в шлицах 13, что способствует сохранению минимальных зазоров между статором и ротором турбины 4, что повышает кпд газотурбинного двигателя 1.

При сборке двигателя возможна несоосная установка подшипников 7, 8 и 10, на которых установлены роторы 6 и 9 компрессора 2 и турбины 4.

При работе двигателя температурная деформация корпусов двигателя 1 также может послужить причиной несоосности подшипников 7, 8 и 10.

Заявляемая конструкция позволяет парировать несоосность валов 14 и 12 зазорами в шлицах 13. Сферические кольца 22 и 23 позволяют работать резьбовой втулке 17 только на растяжение, что повышает ее надежность, а также надежность двигателя в целом.

Поскольку резьбы 15 и 19 выполнены с одним направлением нарезки, при отворачивании резьбовой втулки 17 под действием вибрации работающего двигателя втулка 17 поворачивается и перемещается назад относительно гайки 20, при этом упирается в регулировочное кольцо 37, после чего останавливается, т.к. осевое перемещение кольца 37 ограничено кольцевым выступом 35 гайки 20.

В обратном направлении втулка 17 не может поворачиваться из-за упора передним торцом 25 в кольца 26, 27, 28 и внутренний выступ 29 вала 14 компрессора 2.

Источники информации
1. С. А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989, с.226, рис.4.66.

2. Патент РФ 1563302, МКИ F 02 С 7/00, 1988.

Газотурбинныйдвигатель,содержащийкомпрессор,камерусгоранияитурбинуприводакомпрессора,атакжеузелсоединенияваловтурбиныикомпрессорасрезьбовойвтулкой,наружноеивнутреннеесферическиекольца,отличающийсятем,чторезьбоваявтулкавыполненаспереднимрадиальнымвыступомирезьбовымхвостовикомиустановленавнутривалатурбины,которыйспомощьюшлицразмещенвнутривалакомпрессора,нарезьбовомхвостовикевтулкиустановленагайкасвнутреннимкольцевымвыступом,гайкапосредствомнаружногоивнутреннегосферическихколецприжатаккольцевомувыступувалатурбины,приэтомнаправлениярезьбнапереднемрадиальномвыступеинахвостовикевтулкисовпадают,амеждупереднимрадиальнымвыступомвтулкииваломтурбины,атакжемеждухвостовикомвтулкиивнутреннимкольцевымвыступомгайкиустановленырегулировочныекольца.
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 57 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