Компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины
COMPENSATORS FOR RELATIVE MOVEMENTS OF THE INNER AND OUTER HOUSINGS OF TURBOMACHINES

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции компенсаторов относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашин, в частности компенсаторов, применяемых в качестве корпуса для измерительной аппаратуры, служащей для замера различных параметров потока газа.
В качестве наиболее близкого аналога выбран компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины, содержащий жестко закрепленный на внутреннем корпусе полый элемент, проходящий через внутренний и наружный корпуса, подвижное соединение, установленное на наружном корпусе и включающее кольцевой элемент и средство соединения кольцевого элемента с полым элементом, выполненное в виде сферической втулки, охватывающей полый элемент и образующей с кольцевым элементом сферический шарнир, а с полым элементом - телескопическое соединение, при этом средство соединения снабжено средством для совместного перемещения полого элемента, кольцевого элемента и сферической втулки (см. RU 2639399 С1).
Недостатком известного компенсатора является отсутствие сохранения фиксированного углового положения полого элемента относительно его продольной оси при эксплуатации. В известном устройстве полый элемент не зафиксирован от проворота вокруг своей продольной оси, что приводит к смещению замеров относительно направления потока среды в турбомашине и, как следствие, к ошибкам и неточностям измерений параметров потока.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является сохранение фиксированного углового положения полого трубчатого элемента в потоке среды.
За счет конструктивных особенностей настоящего изобретения обеспечивается возможность фиксации полого трубчатого элемента от проворота вокруг своей продольной оси, что обеспечивает сохранение его стабильного положения в потоке среды, гарантируя стабильность и точность измерений параметров потока среды.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины выполнен в виде корпуса для измерительного устройства и содержит полый трубчатый элемент с фланцем, выполненным на концевом участке его наружной поверхности, установленный с зазорами в соосных сквозных отверстиях упомянутых корпусов, обтюратор, установленный на полом трубчатом элементе, выполненный в виде двух кольцевых элементов разных диаметров, соединенных телескопически, на противолежащих концевых участках наружных поверхностей которых выполнены буртик и фланец, причем фланцы кольцевого элемента обтюратора и полого трубчатого элемента жестко соединены друг с другом, фланцевый элемент, установленный на полом трубчатом элементе с зазором и жестко закрепленный на наружном корпусе, причем со стороны внутреннего диаметра фланцевого элемента выполнена кольцевая проточка с образованием кольцевой полости между ним и наружным корпусом, в которой установлен буртик кольцевого элемента обтюратора с зазором между его наружной поверхностью и противолежащей к ней стенкой кольцевой полости, с возможностью его смещения в одной плоскости, поперечной продольной оси полого трубчатого элемента, в пределах кольцевой полости, полый трубчатый элемент соединен с внутренним корпусом посредством байонетного замка, полый трубчатый элемент зафиксирован от проворота относительно своей продольной оси посредством фиксирующего устройства, выполненного в виде пластины с сквозными отверстием и двумя парами противолежащих относительно центра пластины пазов, установленной на полом трубчатом элементе с зазором, а также двух пар стержнеобразных элементов, причем одна пара противолежащих пазов расположена перпендикулярно другой паре, при этом одна пара стержнеобразных элементов установлена в отверстиях фланцев полого трубчатого элемента и кольцевого элемента обтюратора, а также в паре противолежащих пазов пластины с возможностью смещения первых в пределах последних, а другая пара стержнеобразных элементов установлена в другой паре противолежащих пазов пластины с возможностью смещения первых в пределах последних, а также в отверстиях фланцевого элемента, кроме того на участке наружной поверхности полого трубчатого элемента, расположенном во внутреннем корпусе, вдоль его продольной оси выполнен ряд сквозных отверстий для входа потока газа.
Такое конструктивное выполнение предусматривает фиксацию полого трубчатого элемента от проворота вокруг своей продольной оси, а также позволяет выставлять перед работой с последующей фиксацией полый трубчатый элемент в нескольких положениях относительно его продольной оси, под необходимым углом, что позволяет обеспечивать высокую точность и стабильность измерений параметров потока среды в контуре турбомашины, что позволяет получать достоверные данные о работе турбомашины в процессе проведения экспериментальных и доводочных работ.
Сущность настоящего изобретения поясняется фигурами 1-3.
На фиг. 1 представлен продольный разрез заявленного компенсатора внутреннего и наружного корпусов турбомашины.
На фиг. 2 представлен компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины в изометрии.
На фиг. 3 изображен вид сверху на заявленный компенсатор.
Компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов 1 и 2 турбомашины выполнен в виде корпуса для измерительного устройства и содержит полый трубчатый элемент 3 с фланцем 4, выполненным на концевом участке его наружной поверхности, установленный с зазорами в соосных сквозных отверстиях упомянутых корпусов 1 и 2. Компенсатор также содержит обтюратор, установленный на полом трубчатом элементе 3, выполненный в виде двух кольцевых элементов 5 и 6 разных диаметров, соединенных телескопически, на противолежащих концевых участках наружных поверхностей которых выполнены буртик 7 и фланец 8, причем фланцы 4 и 8 кольцевого элемента 5 обтюратора и полого трубчатого элемента 3 жестко соединены друг с другом посредством винтов 9. Составной частью компенсатора является также фланцевый элемент, выполненный в виде двух пластин 10 и 11, установленный на полом трубчатом элементе 3 с зазором и жестко закрепленный на наружном корпусе 2 винтами 12, причем со стороны внутреннего диаметра фланцевого элемента выполнена проточка с образованием кольцевой полости 13 между ним и наружным корпусом 2, в которой установлен буртик 7 кольцевого элемента 6 обтюратора с зазором между его наружной поверхностью и противолежащей к ней стенкой кольцевой полости 13, с возможностью его смещения в одной плоскости, поперечной продольной оси полого трубчатого элемента 3, в пределах кольцевой полости 13, полый трубчатый элемент 3 соединен с внутренним корпусом 1 посредством байонетного замка 14. Полый трубчатый элемент 3 зафиксирован от проворота относительно своей продольной оси посредством фиксирующего устройства, выполненного в виде пластины 15, имеющей сквозное отверстие в котором с зазором установлен полый трубчатый элемент, и имеющей две пары противолежащих относительно центра пластины 15 пазов 16 и 17, а также двух пар стержнеобразных элементов 18 и 19 (например, винтов), причем одна пара противолежащих пазов расположена перпендикулярно другой паре, при этом одна пара стержнеобразных элементов 18 установлена в отверстиях фланцев 4 и 8 полого трубчатого элемента 3 и кольцевого элемента 5 обтюратора, а также в паре противолежащих пазов 16 пластины 15 с возможностью смещения первых в пределах последних, а другая пара стержнеобразных элементов 19 установлена в другой паре противолежащих пазов 17 пластины 15 с возможностью смещения первых в пределах последних, а также в отверстиях фланцевого элемента 10, кроме того на участке наружной поверхности полого трубчатого элемента 3, расположенном во внутреннем корпусе 1, вдоль его продольной оси выполнен ряд сквозных отверстий 20.
Для осуществления измерений параметров газового потока в контуре турбомашины компенсатор с установленным в нем измерительным устройством устанавливается сквозными отверстиями 20 под нужным углом к потоку. Компенсатор фиксируется во внутреннем корпусе 1 турбомашины при помощи байонетного замка 14, а также на наружном корпусе 2 винтами 9. При этом за счет возможности перемещения кольцевого элемента 6 относительно кольцевого элемента 5 обтюратора в радиальном направлении относительно продольной оси турбомашины, а также смещения полого трубчатого элемента 3 в одной плоскости, поперечной продольной оси последнего, компенсируются относительные перемещения наружного 2 и внутреннего 1 корпусов турбомашины из-за деформаций, вызванных влиянием высоких температур при работе. Измерительное устройство может содержать термоэлектроды для проведения измерения температуры, каналы для измерения полного давления, каналы для отбора газа для химического анализа или иное. За счет того, что при перемещениях, вызванных температурным фактором, компенсатор позволяет сохранять стабильное угловое положение в потоке среды в контуре турбомашины, параметры, получаемые измерительным устройством, с течением времени остаются стабильными, сохраняется точность измерений, их сходимость при повторных замерах. Это позволяет получать достоверные сведения о процессах, протекающих в ходе работы турбомашины, а, следовательно, на основе полученных результатов принимать правильные решения, связанные с конструированием узлов и деталей турбомашины при проведении экспериментальных и доводочных работ.