Patent RU-2691000-C1 (RU)
Title: Автоматическое устройство термомеханического управления радиальным зазором между концами рабочих лопаток ротора и статора компрессора или турбины газотурбинного двигателя
Inventor: ESKIN IZOLD DAVIDOVICH
IPC: F01D11/22
Filed: 2018-03-13
Granted: 2019-06-07
Abstract: Группа изобретений относится к газотурбинным двигателям и газотурбинным установкам, в том числе к авиационным ТРД и ТРДД, а именно к устройствам регулирования радиального зазора между концами рабочих лопаток ступени ротора компрессора или турбины и статора газотурбинного двигателя. Предложено автоматическое устройство термомеханического управления радиальным зазором между концами рабочих лопаток ротора и статора газотурбинного двигателя, содержащее сегменты, составленные в кольцо, охватывающее рабочие лопатки ротора ступени компрессора или турбины с заданным радиальным зазором по концам лопаток, и с заданными зазорами между торцами соседних сегментов, радиально расположенные стержни, соединенные с этими сегментами, механизмы позиционирования, соединенные со стержнями и осуществляющие смещение стержней и сегментов в радиальных направлениях, в направлении к продольной оси двигателя или от нее, отличающееся тем, что стержни герметично и жестко закреплены в сегментах в бобышке каждого сегмента с натягом с помощью трубной резьбы и упругой разрезной контровочной шайбы, и стержни выполнены пустотелыми и на их свободном конце меньшего диаметра также нарезана трубная резьба, каждый сегмент охватывает только рабочие лопатки рабочего колеса ступени, или выполнен в виде сегмента НА компрессора или СА турбины, сегмент наружного кольца которого выполнен с такой шириной, что его часть, свободная от лопаток НА или СА с заданным начальным радиальным зазором охватывает рабочие лопатки ответного сектора ротора, а его сегмент внутреннего кольца НА или СА охватывает с заданным начальным радиальным зазором в ответном секторе ротора зубцы лабиринтного уплотнения, и сегмент наружного кольца сегмента имеет радиальное сечение в виде швеллера, а сами сегменты располагаются в кольцевой полости корпусной секции ступени, образованной двумя вертикальными кольцевыми фланцами, которые либо закреплены в тех же фланцевых стыках, что и корпусная секция, либо с помощью радиально расположенных штифтов закреплены на корпусной секции, причем сегменты размещены с минимально возможным зазором по боковым сторонам сегмента, они составлены в кольцо с возможностью смещения в радиальных направлениях относительно кольцевых фланцев и свободного теплового расширения, с зазорами по их торцам, расположенными по радиальным направлениям, причем величина каждого из этих зазоров выбрана возможно меньшей, обеспечивающей допустимую их величину на всех режимах работы двигателя, при всех допустимых смещениях сегментов в радиальных направлениях - обеспечивающей допустимую величину неуравновешенной силы, действующей на стержень со стороны газового тракта ступени в любой момент времени работы двигателя, а на наружной поверхности корпусной секции выполнены плоские опорные площадки, на которых с помощью штифтов, винтов и контровочных шайб и уплотнительного кольца герметично закреплены опоры, и стержни проходят во второй контур ТРДД или в пространство снаружи наружного корпуса ТРД через отверстия в площадках и центральные отверстия в опорах с возможно меньшим зазором, но таким, который исключает их заклинивание на всех режимах работы двигателя, и возможность перекоса сегмента относительно оси, параллельной продольной оси двигателя, расположенной в радиальной плоскости, проходящей через место крепления стержня к сегменту, приводящего к аварийной ситуации - столкновению рабочих лопаток с торцом сегмента, первым по направлению вращения ротора, или к врезанию рабочих лопаток в сегмент, или к недопустимому снижению КПД ступени, причем у ТРДД высота опоры и длина стержня выполнены такими, что не достигают внутренней поверхности корпуса второго контура двигателя, и у ТРДД и ТРД высота опоры такая, что обе внутренние цилиндрические поверхности опоры, на которые при перекосе опирается стержень, разнесены вдоль оси стержня на расстояние между начальным поперечным сечением одной опорной поверхности и конечным другой, приблизительно равное длине большего плеча сегмента, измеренной от места крепления стержня до его торца, и соединение стержня и опоры уплотнено двумя парами поршневых колец, расположенных в кольцевых канавках стержня, причем в каждой паре поршневых колец разрезы этих колец расположены диаметрально противоположно, причем в случае крепления кольцевого фланца к корпусной секции с помощью радиально расположенных штифтов, которые фиксируются от выпадания либо приливами, выполненными на опорах, либо завальцовкой, и на внешней поверхности корпусной секции, или соседней с ней корпусной секции, в плоскости, перпендикулярной продольной оси двигателя, выполнены бобышки, расположенные в тех же радиальных плоскостях, что и стержни, и в них по резьбе с помощью упругих разрезных контровочных шайб параллельно стержням закреплены тяги,