Результат интеллектуальной деятельности: КОЛЕСО КОМПРЕССОРА С ОБЛЕГЧЕННЫМИ ЛОПАТКАМИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к области газотурбинных двигателей, применимо в энергетике и авиационном двигателестроении.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время в вентиляторах газотурбинных двигателей для снижения массы колеса используются пустотелые лопатки, полученные из двух или трех частей.

Известно техническое решение [двигатель F119-PW-100, www.pw.utc.com], определяющее конструктивный облик колеса вентилятора как интегрированного в единое целое диска с полыми облегченными лопатками.

Существует техническое решение [патент № US 7,070,391 В2; Jul.4, 2006], определяющее конструкцию и способ изготовления полой лопатки вентилятора, состоящей из двух частей с ребрами, причем ребра одной из частей лопатки соединены с соответствующими ребрами другой части лопатки. Устройство по патенту. № US 7,070,391 В2 принято в качестве прототипа.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В связи с непрерывным ростом аэродинамических нагрузок на лопатки компрессоров и окружных скоростей особое значение приобретает минимизация массы рабочих лопаток компрессоров.

При создании данного изобретения решается задача расширения арсенала технических средств, направленных на минимизацию массы рабочих лопаток и массы колес компрессоров; технический результат заключается в реализации этого назначения.

Существенные признаки:

Ограничительные: Колесо компрессора с облегченными лопатками; диск с приваренными к нему облегченными лопатками; лопатка, состоящая из двух частей, соединенных между собой сваркой; полости в частях лопаток выполнены таким образом, что соседние полости в каждой из частей лопатки образуют ребра, вершинами которых в корневой области между собой соединены обе части лопатки.

Отличительные: Ребра в корневой области каждой части лопатки ориентированы, преимущественно, радиально по отношению к оси вращения; ребра в средней и периферийной областях - изогнуты таким образом, что ребра одной части лопатки скрещиваются с ребрами другой части, соединяясь между собой только по контактным площадкам.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах показаны:

Фиг.1 - Разрез по оси колеса компрессора с облегченными лопатками.

Фиг.2 - Сечение лопатки перпендикулярно радиальной оси.

Фиг.3 - Схема расположения ребер на одной из двух половин облегченной лопатки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Колесо компрессора (фиг.1) с облегченными лопатками включает в себя облегченные лопатки 1, приваренные к диску 2 по поверхности 3. Лопатки 1 ориентированы относительно оси вращения 4 и диска 2 преимущественно радиально.

Облегченная лопатка (фиг.2) состоит из двух частей: спинка 5 и корытце 6 соединенные между собой. Границей раздела частей является поверхность 7 построенная по средним линям сечений. Соединение частей (фиг.3) в периферийной А и средней Б областях осуществляется сваркой по контактным площадкам 8 и поверхностям ребер 9 в корневой области В. В каждой части лопатки для уменьшения массы, при сохранении необходимой прочности и жесткости, выполнены полости 10 таким образом, что соседние полости в каждой из частей лопатки 5, 6 образуют ребра 9, вершины которых эквидистантны поверхности 7.

Ребра 9 в корневой области В лопатки ориентированы преимущественно радиально, перпендикулярно к оси вращения 4. Радиально направленные каналы наилучшим образом воспринимают нагрузку от массы лопатки. В средней Б и периферийной области А каналы изогнуты ко входной кромке 11 и выходной кромке 12 таким образом, что ребра одной части лопатки скрещиваются с ребрами другой части лопатки. Такое расположение каналов обеспечивает необходимую прочность и жесткость лопатки.

В средней Б и периферийной области А вершины ребер 9 не соприкасаются между собой. Необходимая жесткость лопатки достигается соединением спинки и корытца по специальным контактным площадкам 8.

Выбор геометрических размеров, количество и направление ребер, количество, форма и положение контактных площадок осуществляется исходя из условий статического и динамического нагружения лопаток и колеса компрессора.