УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ РАДИАЛЬНЫМ ЗАЗОРОМ В ТУРБОМАШИНЕ НА ОСНОВЕ ПАКЕТА ТАРЕЛЬЧАТЫХ ПРУЖИН

Устройство управления радиальным зазором в турбомашине на основе пакета тарельчатых пружин
Предполагаемая полезная модель относится к области газотурбинной техники и может быть использована в конструкциях авиационных газотурбинных двигателей и наземных энергетических установок.
В существующих системах управления радиальным зазором, основанных на механическом воздействии на корпус турбомашины, элемент, непосредственно регулирующий величину радиального зазора, в большинстве случаев выполняется в виде тонкостенной кольцевой детали. Для деформации такой детали требуется значительная сила, и, как следствие, мощный приводной механизм, имеющий значительные габариты и массу. Кроме того, радиальная деформация кольца ограничена его прочностными характеристиками, что, в свою очередь, ограничивает возможности системы управления (диапазон регулирования).
Некоторое (незначительное) уменьшение потребной силы и расширение диапазона регулирования может быть достигнуто за счет выполнения регулирующего элемента разрезным (цанговым). Примеры таких конструкций приводятся в монографии: Крюков А.И. Некоторые вопросы проектирования ГТД [Текст] - М.: Изд. МАИ, 1993. - 335 с. (с. 150-153).
Другим вариантом является выполнение регулирующего элемента из отдельных секторов, образующих при сборке кольцевую деталь. Положение каждого из секторов регулируется индивидуальным приводом или центральным приводом через систему передаточных механизмов. Примером такой конструкции может служить устройство, описанное в патентном документе: Патент США № 5054997 МПК F01D 11/08 Blade tip clearance control apparatus using bellcrank mechanism [Текст] / Robert J. Corsmeier, Joseph Petche; заявитель и патентообладатель General Electric Company, Cincinnati, Ohio. - № 440633, заявлено 22.11.1989, опубликовано 8.10.1991.
№2011114297 Заменяющий лист 2
К недостаткам такого устройства можно отнести его сложность, а также неизбежные погрешности перемещения отдельных секторов устройства, которые приводят к неравномерности радиального зазора в ступени турбомашины.
Технический результат - малая потребная сила сжатия (что позволяет уменьшить габариты и массу приводного механизма) при достаточной величине радиального хода пружин, а также равномерность их радиального перемещения при регулировании радиального зазора.
Технический результат достигается тем, что устройство управления радиальным зазором в турбомашине, состоит из управляющего элемента, установленного на корпусе турбомашины, причем управляющий элемент представляет собой пакет тарельчатых пружин.
Схема заявляемой конструкции показана на фиг.1. Принцип работы устройства на основе тарельчатых пружин сводится к следующему. При перемещении штока (4) силового привода (5) пакет тарельчатых пружин (3), установленных в корпусе (2), сжимается в осевом и деформируется в радиальном направлении, уменьшая радиальный зазор δ между внутренней поверхностью пружин и вершинами лопаток (1). При перемещении штока в обратном направлении радиальный зазор увеличивается.
Дополнительным преимуществом является то, что законцовки тарельчатых пружин могут играть роль гребешков лабиринтного уплотнения, тем самым уменьшая интенсивность утечек рабочего тела (газа) через радиальный зазор.