УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО И НАРУЖНОГО КОРПУСОВ ТУРБОМАШИНЫ

Полезная модель относится к области турбомашиностроения, а именно, к устройствам для соединения корпусов турбомашины, служащим для компенсации относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашин.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для соединения внутреннего и наружного корпусов турбомашины, содержащее патрубок, концы которого соединены с соответствующими корпусами, закрепленный на внешнем корпусе и частично развязанный с внутренним корпусом (см. "Основы конструирования, производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий": в 3 кн. Н.Н. Сиротин, А.С. Новиков, А.Г. Пайкин, А.Н. Сиротин, - 2-е изд., перераб. и доп, - М, "Наука", 2011, кн. 1 "Конструкция и прочность ГТД и ЭУ", - стр. 417, рис. 9.22).
Известное устройство вследствие его конструктивных особенностей в большей степени предназначено для компенсирования относительного смещения корпусов, вызывающего его растяжение, сжатие и в меньшей степени предназначен для компенсирования сдвиговых перемещений (перпендикулярно оси устройства), вызывающих его изгиб и износ контактирующих поверхностей по развязкам, что ограничивает ресурс компенсатора и требует его замены или части его деталей в процессе эксплуатации турбомашины. Следует отметить, что подобные перемещения являются основными при компенсации относительных смещений внутреннего и внешнего корпусов турбомашины.
Задачей заявленной полезной модели является расширение диапазона компенсации сдвиговых перемещений корпусов относительно друг друга.
Óêàçàííàÿ çàäà÷à ðåøàåòñÿ òåì, ÷òî â èçâåñòíîì óñòðîéñòâå äëÿ ñîåäèíåíèÿ âíóòðåííåãî è íàðóæíîãî êîðïóñîâ òóðáîìàøèíû, ñîäåðæàùåì ïàòðóáîê, êîíöû êîòîðîãî ñîåäèíåíû ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè êîðïóñàìè, ñîãëàñíî ïîëåçíîé ìîäåëè, êîíöû ïàòðóáêà ñíàáæåíû âòóëêàìè, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ñîåäèíåíà ñ êîëüöåâûì ýëåìåíòîì, ñíàáæåííûì êðûøêîé, êîòîðûå æåñòêî ïðèêðåïëåíû ê ñîîòâåòñòâóþùåìó êîðïóñó, ïðè÷åì íà îäíîì êîíöå ïàòðóáêà êîíòàêòèðóþùèå ïîâåðõíîñòè âòóëêè, êîëüöåâîãî ýëåìåíòà è êðûøêè âûïîëíåíû ñôåðè÷åñêèìè, à íà äðóãîì êîíöå âòóëêà âûïîëíåíà öèëèíäðè÷åñêîé è ñíàáæåíà âêëàäûøåì, êîíòàêòèðóþùèå ïîâåðõíîñòè ïîñëåäíåãî, êîëüöåâîãî ýëåìåíòà è êðûøêè âûïîëíåíû ñôåðè÷åñêèìè, ïðè ýòîì ñôåðè÷åñêèå êîíòàêòèðóþùèå ïîâåðõíîñòè íà îáîèõ êîíöàõ ïàòðóáêà âûïîëíåíû ñ âîçìîæíîñòüþ èõ ïîâîðîòà îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà.
Òàêîå êîíñòðóêòèâíîå èñïîëíåíèå ïîçâîëÿåò êîìïåíñèðîâàòü ëþáîå îòíîñèòåëüíîå ïåðåìåùåíèå âíóòðåííåãî è íàðóæíîãî êîðïóñîâ, â òîì ÷èñëå è îñíîâíîå - ñäâèãîâîå, çà ñ÷åò âîçìîæíîñòè ïàòðóáêà ñâîáîäíî ñìåùàòüñÿ îòíîñèòåëüíî âêëàäûøà âäîëü îñè êîìïåíñàòîðà è âîçìîæíîñòè âòóëîê (íà îäíîì êîíöå çà ñ÷åò âêëàäûøà) ïðîâîðà÷èâàòüñÿ îòíîñèòåëüíî êîëüöåâûõ ýëåìåíòîâ è èõ êðûøåê, òåì ñàìûì èñêëþ÷àÿ äåéñòâèå îñíîâíûõ íàãðóçîê íà êîìïåíñàòîð (ðàñòÿãèâàþùèõ-ñæèìàþùèõ, èçãèáàþùèõ, êðóòÿùèõ è ïåðåðåçûâàþùèõ). Ïðè ýòîì óâåëè÷èâàåòñÿ ðåñóðñ çàÿâëåííîé ïîëåçíîé ìîäåëè çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ èçíîñà êîíòàêòèðóþùèõ ïîâåðõíîñòåé.
Íà ïðèâåäåííîì ÷åðòåæå ïðåäñòàâëåí ïðîäîëüíûé ðàçðåç çàÿâëåííîãî óñòðîéñòâà äëÿ ñîåäèíåíèÿ âíóòðåííåãî è íàðóæíîãî êîðïóñîâ òóðáîìàøèíû.
Óñòðîéñòâî äëÿ ñîåäèíåíèÿ âíóòðåííåãî è íàðóæíîãî êîðïóñîâ òóðáîìàøèíû ñîäåðæèò ïàòðóáîê 1, êîíöû êîòîðîãî ñíàáæåíû âòóëêàìè 2, 3, ñîåäèíåííûìè ñ âíóòðåííèì è íàðóæíûì êîðïóñàìè 4, 5 ïîñðåäñòâîì êîëüöåâûõ ýëåìåíòîâ 6, 7 ñ êðûøêàìè 8, 9, æåñòêî çàêðåïëåííûõ íà âíóòðåííåì è íàðóæíîì êîðïóñàõ 4, 5 ïîñðåäñòâîì áîëòîâ 10, 11, ñîîòâåòñòâåííî, ïðè÷åì êîíòàêòèðóþùèå ïîâåðõíîñòè âòóëêè 3 ñ êîëüöåâûì ýëåìåíòîì 7 è êðûøêîé 9 âûïîëíåíû ñôåðè÷åñêèìè ñ âîçìîæíîñòüþ èõ проворота относительно друг друга. Втулка 2 выполнена цилиндрической и соединена с кольцевым элементом 6 и крышкой 8 посредством вкладыша 12, при этом контактирующие поверхности кольцевого элемента 6 и крышки 8 с вкладышем 12 выполнены сферическими с возможностью их проворота относительно друг друга. Патрубок 1 имеет возможность свободно смещаться относительно вкладыша 12 вдоль оси компенсатора. При этом патрубок 1, втулки 2, 3, кольцевые элементы 6, 7, крышки 8, 9 и вкладыш 12 выполнены таким образом, чтобы создавать наименьшее сопротивление потоку в проточной части турбомашины.
При работе турбомашины в результате действия эксплуатационных нагрузок и неравномерного нагрева происходит относительное смещение корпусов, в частности, внутренний корпус 4 смещается относительно наружного корпуса 5. Для сохранения работоспособности коммуникаций, подводимых во внутренний корпус 4, или при необходимости без значительных потерь отбирать воздух из внутреннего корпуса 4 требуется компенсация указанных перемещений. Наиболее значимым является осевое относительное смещение внутреннего и наружного корпусов 4, 5, в результате которого наружный корпус 5, с жестко закрепленными на нем кольцевым элементом 7 и крышкой 9, соединенных с втулкой 3 патрубка 1, смещается относительно внутреннего корпуса 4, на котором жестко закреплены кольцевой элемент 6 и крышка 8 посредством болтов 10, соединенные с втулкой 2 патрубка 1 посредством вкладыша 12. Данное перемещение, а также любое другое относительное перемещение внутреннего и наружного корпусов 4, 5 компенсируется возможностью втулок 2, 3 смещаться вдоль оси устройства для соединения корпусов за счет возможности свободного перемещения патрубка 1 относительно вкладыша 12 и проворачиваться относительно кольцевых элементов 6, 7 и крышек 8, 9, а для втулка 2 - за счет вкладыша 12.
Сборка заявленной полезной модели осуществляется в следующей последовательности. На патрубок 1 одеваются крышки 8, 9, вкладыш 12 и кольцевые элементы 6, 7. Собранная конструкция заводится в проточную часть турбомашины и крепится к корпусам 4, 5 посредством болтов 10, 11.
Положительным эффектом, достигаемым заявленной полезной моделью, является увеличение ресурса работы устройства для соединения внутреннего и наружного корпусов, что, в свою очередь, снижает временные и финансовые затраты на обслуживание турбомашины в эксплуатации.