Результат интеллектуальной деятельности: Разъемный корпус турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, преимущественно к авиадвигателестроению, а именно к разъемным корпусам турбомашин.

Известен разъемный корпус турбомашины, содержащий две разъемные части, которые снабжены по меньшей мере одним торцевым фланцем и продольными фланцами, выполненными в местах разъема частей корпуса, и колодки с продольным пазом и отверстиями под крепежные элементы, при этом продольные фланцы попарно соединены между собой колодками, охватывающими их (см. патент GB 520910 A, F01D 25/24, 07.05.1940).

Недостатками известного кронштейна является необходимость применения нескольких колодок и их крепежных элементов для соединения по продольным разъемам частей корпусов больших габаритных размеров, что увеличивает время сборки/разборки корпуса.

Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленного изобретения, является устранение недостатка известного корпуса, то есть снижение количества крепежных деталей в продольных соединениях разъемного корпуса, что уменьшает время сборки/разборки корпуса, и, как следствие, время сборки/разборки, технического обслуживания и ремонта турбомашины в целом.

Указанный технический результат достигается тем, что согласно заявленному изобретению разъемный корпус турбомашины содержит торцевые фланцы, продольные фланцы, выполненные в местах разъема частей корпуса, колодки с продольным пазом и отверстиями под крепежные элементы, при этом продольные фланцы соединены между собой колодкой, охватывающей их, при этом разъемный корпус снабжен окружными проушинами, выполненными на торцах колодок, с по меньшей мере одним отверстием, при этом на торцевых фланцах корпуса выполнены отверстия, соосные с отверстиями соответствующих окружных проушин, а колодки зафиксированы на торцевых фланцах корпуса крепежными элементами.

Кроме того, корпус и колодки выполнены из материалов с различным коэффициентом термического линейного расширения.

Кроме того, в продольных фланцах корпуса и колодках выполнены сквозные отверстия для соединения их крепежными элементами.

Кроме того, торцевой фланец корпуса содержит отверстия под крепежные элементы с ответной сопрягаемой деталью, при этом ближайшие к продольным фланцам крепежные элементы сопрягаемой детали выполнены с возможностью фиксации окружных проушин.

Общеизвестно, что в современном турбомашиностроении часто применяются корпуса с продольным разъемом, при этом их торцевые фланцы являются средством соединения с соседними корпусами и на них устанавливают значительное количество дополнительных деталей, например кронштейнов крепления элементов внешней обвязки.

Выполнение колодок с окружными проушинами, на которых выполнены отверстия, соосные с отверстиями на торцевых фланцах частей корпуса, позволяет фиксировать колодки на торцевых фланцах посредством крепежных элементов, что, в большинстве случаев реализации, исключает необходимость размещать крепежные элементы колодки между торцевых фланцев корпуса, что снижает количество крепежных деталей в продольных соединениях разъемного корпуса и уменьшает время сборки/разборки корпуса, и, как следствие, время сборки/разборки, технического обслуживания и ремонта турбомашины в целом.

Выполнение частей корпуса и колодок из материалов с различным коэффициентом термического линейного расширения позволяет не выдерживать точных метрологических посадок колодки на продольные фланцы, например, когда в работе при нагреве продольные фланцы частей корпуса расширяются больше колодок, обеспечивая требуемую герметичность корпуса в работе, а при сборке позволяет свободно надевать колодку на продольные фланцы без дополнительных технологических операций, таких как нагрев колодки, что уменьшает время сборки/разборки корпуса, и, как следствие, время сборки/разборки, технического обслуживания и ремонта турбомашины в целом.

В частных случаях реализации корпусов с большим осевым размером в колодках и продольных фланцах выполняют сквозные отверстия для соединения их крепежными элементами для обеспечения требуемой герметичности корпуса в работе, что снижает количество крепежа относительно других способов реализации продольных разъемов и уменьшает время сборки/разборки корпуса, и, как следствие, время сборки/разборки, технического обслуживания и ремонта турбомашины в целом.

Использование ближайших к продольным фланцам крепежных элементов сопрягаемых деталей с торцевыми фланцами корпуса для фиксации на последних колодок через отверстия в проушинах позволяет не делать отдельных крепежных элементов для колодок, что снижает количество крепежных деталей в продольных соединениях разъемного корпуса и уменьшает время сборки/разборки корпуса, и, как следствие, время сборки/разборки, технического обслуживания и ремонта турбомашины в целом.

На фигуре 1 представлена принципиальная схема реализации заявленного корпуса (представлена половина корпуса), в частном случае реализации состоящего из двух частей.

На фигуре 2 приведена колодка для соединения частей корпуса.

Разъемный корпус турбомашины (фиг. 1), состоящий из верхней части 1 и нижней части 2. Верхняя часть 1 корпуса содержит передний торцевой фланец 3, задний торцевой фланец 4 и продольный фланец 5. Нижняя часть 2 корпуса содержит передний торцевой фланец 6, задний торцевой фланец 7 и продольный фланец 8. Верхняя часть 1 соединяется с нижней частью 2 посредством колодки 9, охватывающей их. На торцах колодок выполнены окружные проушины 10 и продольный паз 11. В окружных проушинах 10 выполнены отверстия 12 под крепежные элементы. Ответные отверстия 13 выполнены на торцевых фланцах 3, 4, 6, 7 верхней части 1 и нижней части 2 корпуса. При этом паз 11 повторяет своей формой форму продольных фланцев 5, 8.

В частном случае реализации разъемный корпус расположен между смежных корпусов турбомашины. При сборке с передним смежным корпусом соединяются верхняя часть 1 и нижняя часть 2 корпуса по передним торцевым фланцам 3, 6 посредством крепежа. На задние торцевые фланцы 4, 7 устанавливается задний смежный корпус. При этом в оба соединения не устанавливается только ближайшие к продольным фланцам 5, 8 крепежные элементы. После этого на последние надеваются колодки 9 и фиксируются на торцевых фланцах 3, 4, 6, 7 посредством крепежа, проходящего сквозь отверстия 12 и 13. В случае реализации соосных сквозных отверстий под крепеж в колодках 9 и продольных фланцах 5, 8 устанавливают дополнительную болтовую стяжку, как правило, по середине колодок 9.

В процессе работы турбомашины верхняя часть 1 и нижняя часть 2 корпуса пытаются раскрыться по продольным разъемам под действием эксплуатационных нагрузок. Колодки 9, будучи жестко закрепленными на торцевых фланцах 3, 4, 6, 7, сохраняют целостность разъемного корпуса, удерживая верхнюю часть 1 и нижнюю часть 2 за продольные фланцы 5, 8, которые расклиниваются внутри паза 11, обеспечивая требуемую герметичность. При наличии дополнительной болтовой стяжки колодок 9 и продольных фланцев 5, 8 в процессе работы разгружаются колодки 9, что обеспечивает целостность разъемного корпуса и требуемую герметичность.

Использование соединения колодочного типа для частей корпуса по продольным разъемам сокращает количество крепежных элементов за счет жесткой фиксации колодок 9 на торцевых фланцах 3, 4, 6, 7 и размещении продольных фланцев 5, 8 в пазах 11, что уменьшает время сборки/разборки корпуса, и, как следствие, время сборки/разборки, технического обслуживания и ремонта турбомашины в целом.