Регулируемый сопловой аппарат радиально-осевой турбины с устройством измерения углов поворота лопаток соплового аппарата

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использована для исследования влияния изменяемой геометрии проточной части турбины на эффективность работы турбокомпрессора дизельного двигателя транспортных машин.
Широко известны устройства для регулирования наддува дизельных двигателей путем изменения геометрии проточной части турбин турбокомпрессоров. Например, исполнение проточной части турбины с поворотными лопатками соплового аппарата (патент на изобретение RU 2011850 С1 МПК F01D 1/08 опубликован 30.04.1994 г.; патент US 10563515 В2 МПК F01D 5/00, F01D 5/14, F01D 17/14, (опубликован 18.02.2020 г.); US 4659295 F01D 17/14 (опубликован 21.04.1987 г.).
Известен регулируемый сопловой аппарат турбокомпрессора (патент на полезную модель RU 55871 U1, МПК F01D 9/02 опубликовано 27.08.2006 г.), принятый за прототип. Регулируемый сопловой аппарат содержит корпус, поворотные лопатки с поводками, кольцо привода, установленное на роликах, рычажный механизм, корпус турбины, шарнирную тягу, микроэлектродвигатель с редуктором и датчиком положения, микропроцессор.
Недостатком известного устройства является то, что применяемый регулируемый сопловой аппарат не позволяет осуществлять измерение углов поворота лопаток соплового аппарата и производить замену лопаток соплового аппарата с другим профилем при проведении исследований характеристик турбокомпрессора, оборудованного таким аппаратом.
Техническим результатом предложенной полезной модели является точное определение угла поворота лопаток соплового аппарата, а также возможность замены лопаток соплового аппарата на лопатки другого профиля при проведении исследований характеристик турбокомпрессора, оборудованного таким регулируемым сопловым аппаратом.
Технический результат предложенной полезной модели достигается тем, что в регулируемом сопловом аппарате изменение положения лопаток фиксируется наблюдателем по градуированной шкале, а также применением разъемных соединений лопатки и шпильки, которой лопатка крепится к рычажкам аппарата.
Предложение поясняется схемами.
Предлагаемый регулируемый сопловой аппарат (фиг. 1) содержит: опорный диск 1, с нанесенной в верхней части диска градуировкой с шагом 0,5° (30') и установленный на болтах 9; поворотное кольцо 2 с указателем 15 и рукояткой поворота 4, установленное на шпильках с гайками 7 и фиксирующих винтах 3; ограничитель поворота 5; рычажки 6; фланец 8; лопатки 10; регулировочная прокладка 11 (фиг. 2); корпус турбины 12 (фиг. 2); шпильки лопаток 13 (фиг. 1, 3, 4), рабочее колесо турбины 14 (фиг. 2, показано для уточнения).
Предлагаемая модель работает следующим образом.
Опорный диск 1 и фланец 8, через регулировочную прокладку 11 болтами 9 крепятся к корпусу турбины 12 (фиг. 2). В лопатки 10 одним концом ввинчены шпильки 13 (фиг. 4), другим концом шпильки проходят через отверстия во фланце 8 (фиг. 3) и к этим концам шпилек одной своей стороной гайками привинчены рычажки 6. Рычажки 6 другим своим концом входят в фигурные пазы поворотного кольца 2 (фиг. 5). Поворотное кольцо 2 крепится к опорному диску шпильками с гайками 7 и фиксирующими винтами 3. Поворотное кольцо имеет возможность вращаться вокруг центра Q, поворот кольца производится оператором через рукоятку поворота 4. В опорный диск 1 завинчен ограничитель поворота 5, препятствующий перемещению рычажков и поворотного кольца в положение, при котором лопатки 10 могут коснуться рабочего колеса турбины 14 (фиг. 2). В исходном положении установленного на турбокомпрессор регулируемого соплового аппарата указатель 15 поворотного кольца 2 совмещается с риской «0» градуированной шкалы (фиг. 1). При необходимости изменить угол поворота лопаток регулируемого соплового аппарата на определенную величину, оператор ослабляет фиксирующие винты 3, за рукоятку поворота 4 поворачивает поворотное кольцо 2, которое внутренней поверхностью, опирается на шпильки с гайками 7, и указателем 15 совмещается с необходимой риской на опорном кольце 1. Поворотное кольцо 2 фигурными пазами на внутренней стороне кольца воздействует на внешние концы рычажков 6 (фиг. 5). Рычажки 6, скрепленные гайками с шпильками лопаток 13, поворачиваются вместе с шпильками лопаток 13 вокруг осей этих шпилек. Шпильки лопаток 13, свинчены с лопатками 10, поэтому при повороте шпилек вокруг своих осей поворачиваются и лопатки 10, выставляясь на угол, необходимый оператору. После выставления регулируемого соплового аппарата на необходимый угол, оператор фиксирует поворотное кольцо 2 винтами 3, прижимая поворотное кольцо 2 к опорному диску 1.
По сравнению с прототипом, предлагаемое техническое решение позволяет точно определить угол поворота лопаток соплового аппарата, а также произвести замену лопаток соплового аппарата на лопатки другого профиля при проведении исследований характеристик турбокомпрессора.
Предлагаемое устройство регулируемого соплового аппарата технологично в промышленном изготовлении.