Статор компрессора газотурбинного двигателя

Статор компрессора газотурбинного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к турбокомпрессорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известен статор компрессора высокого давления, имеющий продольный разъем (патент RU №2121082).

Недостатком известной конструкции является наличие двух болтовых соединений с обеих сторон обдуваемого внутреннего корпуса.

Наиболее близким к заявляемой конструкции является турбокомпрессор газотурбинного двигателя, статор которого выполнен с передней полостью обдува, ограниченной упругим элементом и перфорированными обечайками (патент RU №2253046).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является наличие болтовых соединений у переднего и заднего обдуваемых внутренних корпусов.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности, кпд и ресурса двигателя, а также в снижении массы и стоимости изготовления путем исключения болтовых соединений.

Сущность технического решения заключается в том, что в статоре компрессора газотурбинного двигателя с наружным и внутренними обдуваемыми корпусами, связанными между собой упругими элементами, и с расположенными между наружным и внутренними корпусами полостями обдува и полостью отбора между полостями обдува согласно изобретению соединения наружного корпуса с внутренними в передней полости обдува на выходе и в задней полости обдува на входе выполнены при помощи двойной центровки с упором в сопрягаемые стыки корпусов, а в задней полости обдува на выходе внутренний корпус выполнен за одно с упругим элементом. Упругие элементы в полости отбора закрыты теплоизоляционными кожухами. В передней полости обдува на поверхности внутреннего корпуса выполнены кольцевые ребра.

Выполнение соединений наружного корпуса с внутренними в передней полости обдува на выходе и в задней полости обдува на входе при помощи двойной центровки с упором в сопрягаемые стыки корпусов позволяет исключить болтовые соединения корпусов, что снижает массу и стоимость изготовления двигателя. Болтовые соединения исключаются за счет использования газовых сил сжатия при расположении кожуха обдува над обдуваемыми корпусами, вследствие чего в полостях между наружным и внутренними корпусами появляется усилие сжатия в стыках фланцев, связывающих наружный корпус с внутренними. Схема воздействия представлена на фиг.1. Показаны значения усилий на примере одного из двигателей. Для работы на низких режимах в указанных стыках выполнены осевые монтажные натяги за счет упругости обечаек.

Выполнение внутреннего корпуса за одно с упругим элементом в задней полости обдува на выходе позволяет также исключить болтовое соединение, что снижает массу и стоимость изготовления двигателя.

Закрытие упругих элементов в полости отбора теплоизоляционными кожухами изолирует упругие элементы от переменного по режимам горячего воздуха, что повышает надежность, кпд и ресурс двигателя.

Выполнение в передней полости обдува на поверхности внутреннего корпуса кольцевых ребер позволяет более интенсивно охлаждать корпус и увеличивает его жесткость, что также повышает надежность и ресурс двигателя.

На фиг.1 изображена схема нагрузок от давлений в полостях статора компрессора газотурбинного двигателя.

На фиг.2 - продольный разрез статора компрессора.

На фиг.3 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.

Статор 1 компрессора состоит из наружного корпуса 2 и внутренних корпусов 3 и 4. Между корпусами расположены передняя 5 и задняя 6 полости обдува, между которыми расположена полость отбора 7. Задняя полость обдува 6 образована перфорированной обечайкой 8 и упругим элементом 9, выполненным за одно с задней стенкой 10 полости обдува 6 и за одно с корпусом внутренним задним 4. Упругий элемент 9 соединяет между собой наружный корпус 2 и внутренний корпус 4 на выходе, а на входе в задней полости обдува 6 корпусы 2 и 4 соединены при помощи двойной центровки 11 с упором в сопрягаемые стыки корпусов. Аналогично в передней полости обдува 5 на выходе выполнена двойная центровка 12. В полости отбора 7 для изоляции от переменного по режимам горячего воздуха упругих элементов 13 и 14 выполнены защитные кожухи 15 и 16. Для более интенсивного охлаждения и увеличения жесткости корпуса выполнены ребра 17.

Работает устройство следующим образом.

При работе двигателя охлаждающий воздух попадает через отверстия 18 и 19 в цельном наружном корпусе 2 в переднюю и заднюю полости обдува 5 и 6 и посредством перфорированных отверстиями обечаек 20 и 8 охлаждает внутренние корпусы 3 и 4, тем самым уменьшаются радиальные зазоры по концам лопаток, что повышает надежность двигателя. Наличие упругого элемента 9, совмещенного со стенкой 10 на выходе в задней полости обдува 6, и отсутствие фланца упрощают конструкцию и при обдуве увеличивают эффективность обдува заднего стыка, обеспечивают концентричное перемещение внутреннего корпуса 4, в котором расположены лопатки и рабочие кольца относительно наружного корпуса. Для обеспечения работы на низких режимах выполнены осевые монтажные натяги в стыках 21 и 22. По мере увеличения режима за счет газовых сил увеличивается усилие в стыках фланцев, связывающих наружный корпус с внутренними корпусами.

1. Статор компрессора газотурбинного двигателя с наружным и внутренними обдуваемыми корпусами, связанными между собой упругими элементами, и с расположенными между наружным и внутренними корпусами полостями обдува и полостью отбора между полостями обдува, отличающийся тем, что соединения наружного корпуса с внутренними в передней полости обдува на выходе и в задней полости обдува на входе выполнены при помощи двойной центровки с упором в сопрягаемые стыки корпусов, а в задней полости обдува на выходе внутренний корпус выполнен заодно с упругим элементом.

2. Статор компрессора по п.1, отличающийся тем, что упругие элементы в полости отбора закрыты теплоизоляционными кожухами.

3. Статор компрессора по п.1, отличающийся тем, что в передней полости обдува на поверхности внутреннего корпуса выполнены кольцевые ребра.