УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ГАЗОСБОРНИКА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ И СОПЛОВОГО АППАРАТА ТУРБИНЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области двигателестроения, и может найти применение в конструкциях газотурбинных двигателей и энергетических установок.
Известен узел соединения газосборника камеры сгорания и соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя, в котором газосборник содержит обойму, фланцем на которой он крепится к фланцу соплового аппарата турбины. Во фланце обоймы выполнены прорези, через которые подается воздух на охлаждение наружной полки обоймы газосборника и соплового аппарата (Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. М.: Машиностроение, 1981. Рис. 9.20).
Наиболее близким к предлагаемому является узел соединения газосборника камеры сгорания и соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя, содержащий обойму газосборника с фланцем, на котором закреплен кронштейн и фланец соплового аппарата турбины, соединенный с кронштейном (описание изобретения к патенту РФ №2496990, МПК F01D 9/05, опубл. 27.10.2013).
В известных узлах соединения газосборника камеры сгорания с сопловым аппаратом турбины в процессе работы ГТД из-за радиального перемещения газосборника и осевого перемещения соплового аппарата турбины в соединении газосборника и соплового аппарата турбины возникают напряжения, приводящие к выработке на фланцах.
Кроме того, воздух, предназначенный для охлаждения наружной полки обоймы газосборника и соплового аппарата, поступает в зазор в соединении газосборника и соплового аппарата турбины неравномерно из-за радиального перемещения газосборника и осевого перемещения соплового аппарата турбины, что приводит к увеличению неравномерности температурного поля перед турбиной, которое отрицательно сказывается на работе соплового аппарата турбины и приводит к прогарам его лопаток.
Задачей полезной модели является создание соединения газосборника камеры сгорания и соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя, позволяющего уменьшить напряжения и исключить зазор в соединении газосборника и соплового аппарата, что обеспечит снижение вибраций и равномерный расход воздуха, поступающего на охлаждение наружной полки обоймы и соплового аппарата турбины, и тем самым исключит выработку на фланцах и прогар на лопатках.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является увеличение ресурса соединения газосборника и соплового аппарата путем демпфирования колебаний и эффективности охлаждения наружной полки обоймы газосборника и соплового аппарата турбины за счет установки в зазор соединения газосборника и соплового аппарата упругого элемента с прорезями.
Технический результат достигается тем, что узел соединения газосборника камеры сгорания и соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя, содержащий обойму газосборника с фланцем, на котором закреплен кронштейн и фланец соплового аппарата турбины, соединенный с кронштейном, в отличие от известного, снабжен кольцевым тонкостенным упругим элементом, установленным между фланцем соплового аппарата и кронштейном и контактирующим с обоймой газосборника, при этом в месте контакта упругий элемент выполнен с прорезями, делящими его на отдельные части в виде "лепестков".
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены: фиг. 1 - предлагаемое упругое соединение жаровой трубы и газосборника; фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
Узел соединения газосборника камеры сгорания и соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя (фиг. 1) содержит обойму 1 газосборника, фланец 2 которой крепится к кронштейну 3, например, с помощью болтового соединения. Кронштейном 3 газосборник крепится к фланцу 4 соплового аппарата турбины.
Между фланцем 4 соплового аппарата турбины и кронштейном 3 установлен упругий элемент 5. Упругий элемент крепится к фланцу соплового аппарата турбины и прижимается фланцем кронштейна. Нижней частью упругий элемент контактирует (прилегает) с наружной полкой обоймы 1 газосборника.
В нижней части упругого элемента 5 (фиг. 2) выполнены прорези 6, которые делят ее на отдельные «лепестки» 7, которые прилегают к наружной полке обоймы 1. Количество и глубина прорезей определяется расходом воздуха, необходимым для охлаждения наружной полки обоймы и соплового аппарата турбины.
Упругий элемент может быть выполнен в виде тонкостенного кольца из материала, сохраняющего демпфирующие свойства при температурном воздействии, например, ЭП33-ВД.
Сборку узла соединения газосборника и соплового аппарата осуществляют следующим образом: к фланцу 4 соплового аппарата турбины монтируется упругий элемент 5, который прижимается кронштейном 3, смонтированным на фланце 2 обоймы 1 газосборника. Фланец 4 соплового аппарата турбины, упругий элемент 5 и кронштейн 3 стягиваются болтовым соединением.
Устройство работает следующим образом.
В процессе работы ГТД лепестки упругого элемента плотно прилегают к наружной полке обоймы 1 и исключают образование зазора при радиальных перемещениях газосборника и осевых перемещениях соплового аппарата за счет демпфирующих свойств упругого элемента. Напряжения во фланцах снижаются за счет подвижного соединения обоймы газосборника и кронштейна на фланце соплового аппарата турбины.
При этом воздух поступает в прорези упругого элемента равномерно на всех режимах работы двигателя и эффективно охлаждает наружную полку обоймы 1 газосборника и соплового аппарата турбины.
Предлагаемая конструкция соединения газосборника камеры сгорания и соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя с применением упругого элемента повышает эффективность охлаждения обоймы газосборника и соплового аппарата, а также увеличивает ресурс камеры сгорания и соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя за счет подвижного соединения обоймы газосборника камеры сгорания и соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя.