ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР С СИСТЕМОЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАДИАЛЬНОГО ЗАЗОРА

Полезная модель относится к центробежным компрессорам авиационных, транспортных и энергетических газотурбинных установок, в особенности к компрессорам авиационных вспомогательных газотурбинных двигателей.
Во время работы двигателя ротор и корпус компрессора нагреваются, причем из-за различной жесткости и коэффициента термического расширения материалов конструкции тепловые деформации рабочего колеса и корпуса приводят к изменению радиального зазора между ними. В зависимости от режима работы двигателя зазор может как увеличиваться, так и уменьшаться, что вынуждает увеличивать конструктивно заложенный зазор чтобы заведомо избежать касания рабочего колеса о корпус. Увеличенный радиальный зазор снижает характеристики компрессора, в частности его напорность, КПД и запас устойчивости.
Известен центробежный одноступенчатый компрессор, содержащий расположенные по ходу движения рабочего потока рабочее колесо, безлопаточный и лопаточный диффузор. (Энциклопедия «Авиация». - М.: Научное изд-во «Большая российская энциклопедия», Центральн. аэрогидродинам. ин-т им. проф. Н.Е. Жуковского, 1994, стр. 282).
Известен также осецентробежный компрессор, содержащий центробежную ступень, снабженный системой регулирования зазора (Патент РФ №2485327), в котором регулирование зазора осуществляется путем подогрева или охлаждения ротора компрессора воздухом, отбираемым из-за последней ступени компрессора.
Недостатком известной конструкции является то, что для ее работы требуется отбор воздуха из-за компрессора, что снижает эффективность работы двигателя в целом.
Целью данного технического решения является повышение КПД компрессора за счет возможности поддержания минимального зазора между рабочим колесом и корпусом компрессора.
Указанная цель достигается за счет того, что корпус, установленный над рабочим колесом компрессора, выполнен подвижным и через втулки соединен с винтами, установленными в опорах, которые размещены в неподвижных корпусах входного устройства и улитки. На винтах установлены секторные шестерни, соединенные с общим зубчатым венцом, передающим усилие от исполнительного механизма на винты и синхронизирующим их вращение. Исполнительный механизм включается блоком управления двигателем. Описанная конструкция позволяет поддерживать минимальный зазор путем сдвига подвижного корпуса вдоль оси, что позволяет увеличить КПД и запас устойчивости компрессора.
На чертеже представлена схема компрессора с системой регулирования радиального зазора.
Центробежный компрессор включает в себя центробежное рабочее колесо 1, безлопаточный 2 и лопаточный 3 диффузор. Во фланце корпуса 4 установлены втулки 5, расположенные равномерно по окружности. Каждая втулка размещена на винте 6, установленном в приливах корпуса улитки 7 и входного устройства 8 на опорах 9. На каждом винте установлена секторная шестерня 10, находящаяся в зацеплении с общим зубчатым венцом 11. Зубчатый венец 11 приводится в движение электрическим или гидравлическим исполнительным механизмом (на чертеже не показан).
Устройство работает следующим образом. При разгоне или дросселировании двигателя устройство управления двигателем (на чертеже не показано) задействует исполнительный механизм. Исполнительный механизм проворачивает зубчатый венец 11, который синхронно поворачивает секторные шестерни 10 вместе с винтами 6 в опорах 9. Проворот винтов вызывает перемещение втулок 5 вдоль оси винтов, которое через фланец передается корпусу 4, передвигая его вдоль оси двигателя и изменяя зазор между колесом компрессора 1 и корпусом 4.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении эффективности и запаса газодинамической устойчивости центробежного компрессора за счет регулирования зазора между рабочим колесом компрессора и корпусом.