УЗЕЛ ПОДВЕСКИ ЖАРОВОЙ ТРУБЫ В КОРПУСЕ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к газотурбинному двигателестроению, в частности, к камерам сгорания.
8
Известны устройства, где сопловой аппарат турбины высокого давления механически соединен с задней концевой частью камеры сгорания и образует с ней единый узел (см. Патент RU №2368790, МПК F01Д 9/02 F23R 3/60; патент RU №2348816, МПК F01Д 9/02, F23R 3/60; F02C 7/20).
Основным недостатком, указанных устройств, является сложность их изготовления, а консольная подвеска передней части жаровой трубы, при работе ее в составе двигателя, может приводить к износу, контактирующих с жаровой трубой, деталей горелок.
Известно устройство для крепления жаровой трубы в камере сгорания, содержащее пальцевое крепление на фланцах корпуса в передней части камеры, а на стыке с турбиной - кольцевую подвеску концов оболочек жаровой трубы на кольцевых выступах статора турбины. Кольцевые выступы наружной и внутренней оболочек жаровой трубы опираются на разрезные (опорные) кольца, снабженные кольцевыми выступами с наклонными стенками, опирающимися на скосы толкателей узлов подвески жаровой трубы, закрепленных на корпусе камеры и внутренней оболочке. Корпус узлов подвески жаровой трубы выполнен в виде стакана, в полости которого толкатели опираются сферическими поверхностями на разрезные кольца, подпружиненные пакетом тарельчатых пружин с регулировочным кольцом между ними. Для каждой оболочки должно быть не менее трех узлов подвески, (см. Патент RU №2223448 F23R 3/60 - прототип).
Основным недостатком устройства является заклинивание разрезных колец в стаканах узла подвески, из-за нагрузки тарельчатых пружин на разрезные кольца. При сборке, под действием этой нагрузки разрезные кольца увеличиваются в размерах по диаметру и заклиниваются в стакане. При работе камеры сгорания в составе двигателя, под действием теплового линейного расширения оболочек жаровой трубы в сторону турбины, происходит, совместно с оболочками жаровой трубы и перемещение разрезных опорных колец, что, из-за наличия, на толкателях сферических поверхностей, приводит к их перекосу, относительно узлов подвески и наклонных стенок опорных разрезных колец. Перекос толкателей приводит к уменьшению площади контакта рабочих поверхностей, между кольцевыми наклонными стенками разрезных опорных колец и скосами толкателей, что в свою очередь, вызывает интенсивный износ наклонных стенок разрезных опорных колец и скосов толкателей в месте их контакта. В связи с тем, что разрезные кольца в стаканах заклинены и толкатели тарельчатыми пружинами не способны обжать разрезные опорные кольца, то, за счет появления зазоров происходит лавинообразный износ контактных поверхностей кольцевых выступов оболочек жаровой трубы и деталей пальцевого соединения крепления жаровой трубы к корпусу камеры в передней части, что резко снижает надежность и ресурс работы камеры, даже в пределах гарантийного ресурса.
Задачей полезной модели является - повышение надежности и ресурса работы камеры сгорания за счет устранения заклинивания разрезных колец в стаканах узлов подвески и перекосов толкателей, относительно узлов подвески и разрезных опорных колец.
Поставленная задача в устройстве для крепления жаровой трубы в камере сгорания, содержащее пальцевое крепление на фланцах корпуса в передней части камеры, а на стыке с турбиной - кольцевую подвеску концов оболочек жаровой трубы на кольцевых выступах статора турбины, а кольцевые выступы наружной и внутренней оболочек жаровой трубы, опираются на разрезные опорные кольца, снабженные кольцевыми выступами с наклонными стенками, опирающимися на скосы толкателей узлов подвески жаровой трубы, закрепленных на корпусе камеры и внутренней оболочке, при этом корпус узлов подвески выполнен в виде стакана, в полости которого расположены толкатели, с пакетом тарельчатых пружин и регулировочным кольцом между ними, достигается тем, что, для исключения заклинивания толкателей в стаканах узла подвески, толкатели со скосами выполнены по двух опорной схеме, в виде поршня с цилиндрическим штоком и антифрикционным покрытием всех поверхностей, контактирующих со смежными деталями, а корпус узла подвески, выполненный в виде стакана, содержит дополнительный цилиндр, в котором размещен цилиндрический шток толкателя, при этом, пакет тарельчатых пружин с регулировочным кольцом, установлен таким образом, что с одной стороны опирается в днище корпуса узла подвески, с другой - в торцевую поверхность поршня.
Технический результат заявленной полезной модели - отсутствие разрезных колец, подпружиненных пакетом тарельчатых пружин, исключает заклинивание их и толкателя в корпусах узла подвески, а двух опорная конструкция толкателя исключает перекос толкателей и износы контактирующихся поверхностей деталей подвески.
На фигуре представлен общий вид устройства узла подвески жаровой трубы в корпусе камеры сгорания.
Узел подвески содержит, корпус 1 с дополнительным цилиндром 2, кольцевой выступ 3 оболочки жаровой трубы 4, опирающийся на разрезное опорное кольцо 5 с кольцевыми наклонными стенками 6, которые, в свою очередь, опираются на скосы 10 толкателей 7, выполненных заодно целое в виде поршня 8 с цилиндрическим штоком 9, а пакет тарельчатых пружин 11 с регулировочным кольцом 12 опирается с одной стороны в днище корпуса узла подвески 1, с другой - в торцевую поверхность поршня 8. Для снижения износов все поверхности толкателей покрыты антифрикционным материалом, например, медью.
Узел подвески работает следующим образом.
1
+0.5
После центровки соплового аппарата с корпусом камеры сгорания на кольцевой выступ 3 жаровой трубы 4 устанавливают разрезное опорное кольцо 5. Затем собирают узлы подвески, размещая в корпусах 1 с дополнительными цилиндрами 2, толкатели 7, выполненных в виде поршней 8 с цилиндрическими штоками 9. Между днищем корпуса 1 узла подвески и торцевой поверхностью поршней 8, устанавливают пакеты тарельчатых пружин 11 с регулировочными кольцами 12, для обеспечения заданных зазоров B в свободном состоянии (не прижатом) к корпусу камеры в пределах 3. Корпуса 1 узла подвески устанавливают на фланцы корпуса камеры сгорания и болтами 13 прижимают их к корпусу камеры. Двух опорная конструкция толкателя исключает его перекосы, относительно корпуса 1 узла подвески и разрезного опорного кольца 5, что независимо от работы двигателя, обеспечивает постоянное, равномерное обжатие толкателями 7 разрезного опорного кольца 5, при этом обеспечивается постоянная площадь контакта наклонных стенок 6 разрезного опорного кольца 5 и скосов 10 толкателей 7, учитывая, что все поверхности толкателей, дополнительно покрыты антифрикционным материалом, например, медью, то данное устройство снижает износы контактирующихся поверхностей, повышает надежность и ресурс работы камеры сгорания.
Указанная подвеска жаровой трубы в корпусе камеры проверена длительной эксплуатацией двигателей НК-16-18СТ и подтверждает заявленные преимущества.