Patent RU-2684073-C1 (RU)
Inventor: ESKIN IZOLD DAVIDOVICH
IPC: F01D11/24
Filed: 2018-02-08
Granted: 2019-04-03
Abstract: Группа изобретений относится к авиационным газотурбинным двигателям и газотурбинным установкам, а именно к устройствам регулирования радиального зазора между концами рабочих лопаток ступени ротора компрессора или турбины и статором первого контура двухконтурного газотурбинного двигателя. Для использования в одной и двух ступенях компрессора, в том числе для КВД, и турбины, у ступеней которой статор не охлаждается сжатым воздухом, подаваемым из-за какой-нибудь ступени компрессора, и СА, расположенные до и за рабочим колесом ступени, не связаны с опорами ротора, предложено автоматическое устройство термомеханического управления радиальным зазором между концами рабочих лопаток ротора и статора компрессора и турбины двухконтурного газотурбинного двигателя, содержащее сегменты, составленные в кольцо, охватывающее рабочие лопатки ротора ступени компрессора или турбины с радиальным зазором по концам лопаток, и с зазорами между торцами соседних сегментов, радиально расположенные стержни, соединенные с этими сегментами, механизмы позиционирования, соединенные с 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, каждый сегмент 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, один из которых выполнен за одно целое с корпусной секцией ступени, а другой закреплен в том же фланцевом стыке, что и корпусная секция, 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, расположенным по радиальным направлениям, причем величина каждого из этих зазоров выбрана минимально возможной, обеспечивающей допустимую их величину на всех режимах работы двигателя, при всех допустимых смещениях сегментов в радиальных направлениях, а на наружной поверхности корпусной секции герметично закреплены опоры, и стержни проходят во второй контур двигателя через 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, высота опоры и длина стержня выполнены такими, что не достигают внутренней поверхности корпуса второго контура двигателя, и 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 опоры, причем в каждой паре поршневых колец разрезы этих колец расположены диаметрально противоположно, и к наружному корпусу второго контура приварены встык плоские опорные площадки, или плоские опорные площадки выполнены на кольце, встык приваренном к наружному корпусу второго контура, и на площадки установлены основания, смещение которых относительно площадок в направлении продольной оси двигателя ограничено величиной радиального зазора между стержнем и отверстием в площадке, через которое проходит цилиндрическая опора, навинченная на стержень, и величина которого больше или равна величине максимального взаимного проскальзывания в направлении продольной оси двигателя основания и площадки, возникающего за счет разности тепловых расширений статоров второго и первого контуров двигателя, смещение основания в направлении, перпендикулярном продольной оси двигателя, ограничено величиной зазоров между направляющими - упорами и торцами основания, которая