Использование: авиационное двигателестроение, а именно статоры осевого компрессора. Сущность изобретения: статор осевого компрессора ГТД содержит внутренний корпус, в котором установлены направляющие аппараты и внутри которого образована внутренняя поверхность над рабочим колесом промежуточной ступени, сообщенная перфорацией в статорном кольце с проточной частью компрессора над этим рабочим колесом. Снаружи внутреннего корпуса установлен второй корпус, между корпусами вокруг внутренней кольцевой полости образована наружная кольцевая полость, сообщенная отверстиями во внутреннем корпусе с внутренней полостью, а отверстиями в наружном корпусе с трубопроводами системы отбора воздуха от компрессора. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к авиационному двигателестроению, а точнее к корпусам осевого компрессора ГТД, с отбором воздуха от компрессора для использования его в системе кондиционирования, системе антиобледенения, охлаждения корпуса турбины и т.п.
Известен статор осевого компрессора ГТД с отбором воздуха от компрессора, содержащий внутренний корпус, в котором установлены направляющие аппараты, и наружный силовой корпус. Между корпусами, жестко соединенными между собой кольцевыми радиальными фланцами, образована кольцевая полость, сообщенная с проточной частью компрессора кольцевой щелью, расположенной в зазоре между лопаточными венцами промежуточной ступени компрессора.
Существенные недостатки этого статора в увеличенной длине компрессора из-за наличия увеличенного осевого зазора в месте расположения щели для отбора воздуха, что существенно увеличивает массу компрессора, кроме того, кольцевая щель разрезает корпус на две части, что уменьшает его прочность.
Известен другой статор осевого компрессора ГТД с отбором воздуха, содержащий передний и задний корпусы, в которых установлены направляющие аппараты. На радиальном фланце переднего корпуса, в зазоре между лопаточными венцами промежуточной ступени жестко закреплено кольцо с отверстиями для прохода воздуха из проточной части компрессора в кольцевую полость отбора воздуха от компрессора, расположенную между корпусами. Кольцо с отверстиями контактирует с кольцевой проточкой на переднем конце заднего корпуса.
Недостатки этого статора такие же, как и у предыдущего статора увеличение длины компрессора из-за увеличения осевого зазора между лопаточными венцами в месте расположения отверстий и разрыв прочностной связи корпуса в месте отбора воздуха.
Известен статор осевого компрессора, принятый за прототип, в корпусе которого установлены направляющие аппараты и в котором кольцевая полость над рабочим колесом одной из ступеней компрессора сообщена с проточной частью компрессора перфорацией, выполненной в статорном кольце, ограничивающем изнутри кольцевую полость от проточной части компрессора. Осевой зазор между лопаточными венцами этой ступени компрессора обычный, не увеличенный.
Видео:Компрессор гудит но не запускается. Ремонтируем сами...Скачать
Перфорация выполнена в виде щелей, ориентированных в окружном направлении по вращению рабочих лопаток и расположенных над входной частью последних и в зоне осевого зазора между статорным и роторным лопаточными венцами. Статорное кольцо снабжено легко истирающимся покрытием, расположенным над остальной частью рабочих лопаток. При работе двигателя неравномерность давления по окружности на входе в рабочее колесо устраняется перетеканием воздуха через щели статорного кольца в замкнутую кольцевую полость, благодаря чему обеспечивается равномерность давления воздуха на оставшейся части хорды рабочих лопаток. Это повышает КПД компрессора и расширяет диапазон его устойчивой работы.
Целью изобретения является создание конструкции статора компрессора с отбором воздуха из компрессора с использованием перфорации и кольцевой полости известного статора.
Указанная цель достигается тем, что в статоре осевого компрессора газотурбинного двигателя, содержащем корпус, установленные в нем направляющие аппараты, выполненную в нем над рабочим колесом одной из ступеней кольцевую полость, ограниченную со стороны проточной части статорным кольцом с перфорацией и сообщенную с проточной частью компрессора, статор снабжен обечайкой с патрубками системы отбора воздуха из компрессора, охватывающей с образованием кольцевой камеры корпус, камера расположена над полостью, сообщена с ней посредством отверстий в корпусе и подключена к патрубкам.
На фиг.1 изображено частичное продольное сечение осевого компрессора ГТД в месте отбора воздуха; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1.
Статор осевого компрессора ГТД содержит направляющие аппараты 1, установленные в корпусе 2. Внутри корпуса 2, над рабочим колесом промежуточной ступени, образована кольцевая полость 3, ограниченная изнутри статорным кольцом 4. В кольце 4 выполнена перфорация, сообщающая полость 3 с проточной частью 5 компрессора. Снаружи корпуса 2 установлен второй силовой корпус 6 обечайка, который связан с силовыми корпусами двигателя и воспринимает силовые нагрузки на статор компрессора. Между корпусами 2 и 6 вокруг внутренней полости 3 при помощи промежуточного кольца 7 образована кольцевая камера 8, сообщенная отверстиями 9 во внутреннем корпусе 2 с внутренней полостью 3. Отверстиями 10 в обечайке 6 кольцевая камера 8 сообщена с патрубками 11 системы отбора воздуха от компрессора. Перфорация в статорном кольце 4 выполнена в виде щелей 12, ориентированных в окружном направлении по вращению рабочих лопаток 13. Щели 12 расположены над входной частью рабочих лопаток 13 и в зоне осевого зазора между направляющими лопатками 14 и рабочими лопатками 13. Для обеспечения минимальных потерь полного давления щели 12 наклонены к продольной оси компрессора под углом равным, например, 30 о , и начинаются непосредственно за направляющими лопатками 14, а над рабочими лопатками 13 размещены на 1/3 их ширины. Статорное кольцо 4 снабжено легко истирающимся покрытием 15, расположенным над остальной частью рабочих лопаток 13 и обеспечивающим малый радиальный зазор между вершинами рабочих лопаток 13 и статорным кольцом 4.
Читайте также: Компрессор из зиловского компрессора своими руками 220в
Так как посторонние частицы, попадающие на вход в компрессор при взаимодействии с рабочими лопатками, приобретают окружную составляющую скорости в направлении вращения ротора компрессора, а из-за действия на эти частицы центробежных сил они приобретают и радиальную составляющую скорости, то для обеспечения безударного выхода этих частиц через щели 12 перфорации из проточной части 5 компрессора в полость 3, щели 12 имеют еще и наклон в окружном направлении под углом , равным, например, 45 о .
При работе двигателя неравномерности давления воздуха по окружности на входе в рабочее колесо устраняются перетеканием воздуха через щели 12 статорного кольца 4 в кольцевую полость 3, благодаря чему обеспечивается равномерность давления на оставшейся части хорды лопаток 13. При включении отбора воздуха от компрессора воздух из внутренней полости 3 проходит через отверстия 9 в кольцевую камеру 8 и далее через отверстия 10 в патрубки 11 системы отбора воздуха. При этом области высокого давления, прошедшие через щели 12 во внутреннюю полость 3, затем проходят в кольцевую камеру 8 и далее в патрубки 11. Это дополнительно уменьшает неравномерность давления в компрессоре, что повышает КПД компрессора и расширяет диапазон его устойчивой работы.
Так как внутренняя полость 3 в предлагаемом статоре стала проточной, то пограничный слой из проточной части компрессора, как и посторонние механические частицы, попавшие на вход в компрессор, поступают через щели 12 в эту полость и затем в кольцевую камеру 8 и далее уходят в патрубки 11. Это улучшает работу газотурбинного двигателя. Предлагаемый статор осевого компрессора позволяет отбирать воздух от компрессора без увеличения его длины и массы, а также улучшает работу двигателя за счет удаления из проточной части пограничного слоя и посторонних механических частиц, попавших на вход в компрессор.
Видео:Компрессор MIOL 81-152 ремонт статора.Скачать
1. СТАТОР ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий корпус, установленные в нем направляющие аппараты, выполненную в нем над рабочим колесом одной из ступеней кольцевую полость, ограниченную со стороны проточной части статорным кольцом с перфорацией и сообщенную с проточной частью компрессора, отличающийся тем, что статор снабжен обечайкой с патрубками системы отбора воздуха из компрессора, охватывающей с образованием кольцевой камеры корпус, камера расположена над полостью, сообщена с ней посредством отверстий в корпусе и подключена к патрубкам.
2. Статор по п.1, отличающийся тем, что перфорация в статорном кольце выполнена в виде щелей, ориентированных в окружном направлении по вращению рабочего колеса.
3. Статор по п. 1, отличающийся тем, что щели расположены над входной частью рабочих лопаток и в зоне осевого зазора между направляющими рабочими лопатками и наклонены к продольной оси компрессора.
4. Статор по п.1, отличающийся тем, что щели размещены над рабочими лопатками на 1/3 их ширины.
5. Статор по п.1, отличающийся тем, что статорное кольцо снабжено легкоистирающимся покрытием, расположенным над остальной частью рабочих лопаток.
Статор компрессора газотурбинного двигателя
Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей (ГТД) авиационного и наземного применения. Технический результат заключается в повышении надежности и КПД компрессора за счет исключения утечек сжимаемого воздуха и износа рабочих колец о внутренний корпус компрессора. Это достигается тем, что в статоре компрессора ГТД, содержащем наружный и внутренний корпуса, рабочие кольца, образующие с внутренним корпусом кольцевые полости, согласно изобретению рабочие кольца скреплены между собой с помощью соединения кольцевой выступ — паз кольцами направляющих аппаратов, которые зафиксированы под внутренним корпусом радиальными винтами, а рабочие кольца закреплены относительно колец направляющих аппаратов в окружном направлении осевыми штифтами. 2 ил.
Читайте также: Клапан обратный для компрессора у43102
Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.
Видео:Все что нужно знать о мощности компрессора!Скачать
Известен корпус (статор) компрессора высокого давления ТРД-36, в котором рабочие полукольца и полукольца направляющих аппаратов телескопически установлены в центрирующие оболочки, связанные с наружным корпусом, а крутящий момент от спрямляющих аппаратов передается от первой к последней ступени и далее на наружный корпус с помощью фиксирующих штифтов [1].
Однако, при малом весе конструкция обладает повышенным износом полуколец направляющих аппаратов в местах их телескопического соединения с центрирующими оболочками, а также пониженным КПД компрессора из-за перетекания сжимаемого компрессором воздуха по телескопическим соединениям и отсутствия системы активного управления радиальными зазорами между ротором и статором.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является статор компрессора газотурбинного двигателя с системой управления радиальными зазорами, включающий наружный и внутренний корпуса, рабочие кольца, образующие с внутренним корпусом кольцевые полости. Внутренний корпус соединен с наружным корпусом посредством упругих фланцев, а в кольцевую полость подается холодный воздух на обдув внутреннего корпуса, за счет термической деформации которого обеспечивается управление радиальными зазорами между ротором и статором [2].
Однако, статор данной конструкции не обеспечивает высокий КПД компрессора в результате перетекания сжатого воздуха от последних ступеней компрессора к первым из-за зазоров и плохих контактов между внутренним корпусом и рабочими кольцами, а также кольцами направляющих аппаратов, что также не обеспечивает необходимую управляемость при регулировании этих зазоров.
Кроме того, возможны наклеп и износ колец при контактах с внутренним корпусом и поломка компрессора.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности и КПД компрессора за счет исключения утечек сжимаемого воздуха и износа рабочих колец о внутренний корпус компрессора.
Сущность изобретения заключается в том, что в статоре компрессора газотурбинного двигателя, содержащем наружный и внутренний корпуса, рабочие кольца, образующие с внутренним корпусом кольцевые полости, согласно изобретению рабочие кольца скреплены одежду собой с помощью соединения кольцевой выступ — паз кольцами направляющих аппаратов, которые зафиксированы под внутренним корпусом радиальными винтами, а рабочие кольца закреплены относительно колец направляющих аппаратов в окружном направлении осевыми штифтами.
Закрепление колец направляющих аппаратов под внутренним корпусом радиальными винтами обеспечивает плотный контакт между этими элементами, исключая их наклеп, а значит и поломку компрессора. Такая конструкция обеспечивает фиксацию, исключающую перетекание сжатого воздуха от последних ступеней к первым и обеспечивая стабильную на всех режимах теплопередачу от колец направляющего аппарата к внутреннему корпусу и упрощая регулирование радиальных зазоров между статором и ротором.
Дополнительная фиксация, необходимая для высоконапорного компрессора, обеспечена креплением рабочих колец между скобой с помощью соединения кольцевой выступ — паз кольцами направляющих аппаратов, которые зафиксированы под внутренним корпусом радиальными винтами, прижимающими рабочие колеса к корпусу.
Видео:электродвигатель с компрессора.Ремонт,перемотка ( 1 часть)Скачать
Такая двойная фиксация выполнена для уменьшения «паразитных» утечек сжимаемого воздуха из проточной части от последних ступеней к передним в зазорах между кольцами и корпусом, т.к. давление за компрессором двигателя ПС-90А на максимальном режиме составляет 32,5 кг/см 2 , на входе в компрессор 2,5 кг/см 2 , т.е. разница давлений составляет P = 32,5 — 2,5 = 30 кг/см 2 .
На фиг. 1 показан продольный разрез статора компрессора заявляемой конструкции. На фиг. 2 — элемент I на фиг. 1 в увеличенном виде.
Статор 1 компрессора газотурбинного двигателя состоит из наружного корпуса 2 и внутреннего корпуса 3, внутри которого установлены рабочие кольца 4 и кольца направляющих аппаратов 5 с направляющими лопатками 6. Наружный корпус 2 и внутренний корпус 3 связаны между собой с помощью фланцев 7 и 8, при этом один из них (фланец 7) выполнен упругим.
Наружный 2 и внутренний 3 корпуса совместно с фланцами 7 и 8 образуют замкнутую кольцевую полость 9, в которую через перфорированный дефлектор 10 подается охлаждающий воздух, который охлаждает наружную поверхность 11 внутреннего корпуса 3, а затем через отверстия 12 сбрасывается в наружный контур двигателя (не показан) или в атмосферу.
Читайте также: Компрессор климатической установки шкода октавия а5
Направляющие лопатки 6 крепятся в кольцах направляющих аппаратов 5 с помощью замков 13 типа «ласточкин хвост», в котором выполнены пазы 15.
Рабочие кольца 4 и кольца направляющих аппаратов 5 зафиксированы в осевом направлении с помощью фланцев 7 и 8, в радиальном — с помощью внутреннего корпуса 3, а крутящий момент от направляющих лопаток 6 передается с помощью осевых штифтов 16, которые установлены в рабочих кольцах 4 и входят в пазы колец 5.
Для высоконапорного компрессора газотурбинного двигателя ПС-90А кольца 5 дополнительно закреплены с помощью бобышек 17 множеством (16 -18) винтов 18 к внутреннему корпусу 3, а с помощью осевых кольцевых выступов 19 соединением 20 фиксируют и прижимают к корпусу 3 рабочие кольца 4.
Двойная фиксация выполнена для уменьшения паразитных утечек сжимаемого воздуха из проточной части 14 от последних ступеней 21 к передним 22 через зазоры между кольцами 4 и 5 и корпусом 3. В противном случае это приводит к существенному снижению КПД компрессора.
Видео:Электродвигатель с компрессора.Однофазная обмотка.Скачать
Устройство работает следующим образом.
При работе двигателя, особенно на максимальном режиме, сжатый воздух из проточной части 14 под действием перепада давлений 30 кг/см 2 стремится к перетеканию по зазорам между внутренним корпусом 3 и кольцами 4, 5 в направлении от выхода компрессора к его входу, т.е. от последних ступеней 21 к первым 22, что снижает КПД компрессора.
Наличие множества последовательно расположенных в осевом направлении воздушных полостей 25, 24 и 23, разделенных между собой множеством кольцевых выступов 26, контактирующих с внутренней поверхностью 27 корпуса 3 за счет затяжки множества радиальных винтов 18, существенно снижает эти утечки. Устройство работает как лабиринтное уплотнение между взаимно неподвижными деталями, в котором разгонные участки для перетекающего воздуха зазора между выступами 26 и поверхностью 27 чередуются с воздушными полостями 23, 24 и 25.
Для улучшения прижатия рабочих колец к внутренней поверхности 27 корпуса 3, а также для обеспечения сборки кольца направляющих аппаратов 5 выполняются разрезными на две и более частей. Рабочие кольца 4 могут быть выполнены как цельными, так и разрезными.
При уменьшении режима работы двигателя или его выключении тонкостенный корпус 3 охлаждается быстрее массивных дисков ротора компрессора, радиальные зазоры 1 и 2 могут уменьшиться до нуля, что приведет к заклиниванию ротора компрессора и к поломке компрессора. Замкнутые кольцевые воздушные полости 25, 24 и 23 в данном случае являются теплоизолирующими полостями и снижают передачу тепла от внутреннего корпуса 3 к холодному воздуху в проточной части 14 компрессора, т.е. уменьшают темп остывания корпуса 3, приближая его к темпу остывания массивных дисков ротора компрессора.
Радиальные винты 18, которые при работе на номинальном режиме также воспринимают крутящий момент от множества направляющих лопаток как результат действия на них газовых сил, в случае касания этими лопатками ротора на режимах сброса препятствуют провороту колец 5 от сил трения ротора о статор.
При работе двигателя на номинальном режиме для уменьшения радиальных зазоров 1 и 2 с целью повышения КПД компрессора включается обдув корпуса 3 со стороны наружной поверхности 11 холодным воздухом, включается система управления радиальными зазорами.
При этом корпус 3 охлаждается, уменьшаясь по своему диаметру, обжимая кольца 4 и 5. Гарантированный и стабильный контакт между кольцевыми выступами 26 и внутренней поверхностью 27 внутреннего корпуса 3, который обеспечен за счет затяжки множества винтов 18, способствует быстрому охлаждению колец 4 и 5 за счет теплопроводности и уменьшению зазоров 1 и 2.
Источники информации 1. Вьюнов С. А. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1989, стр. 106, рис. 3.43.
Видео:Простейшая проверка обмоток статора. Своими руками!Скачать
2. Патент РФ N 2121082, F 04 D 29/56, F 02 C 7/20, 1998 г.
Статор компрессора газотурбинного двигателя, содержащий наружный и внутренний корпуса, рабочие кольца, образующие с внутренним корпусом кольцевые полости, отличающийся тем, что рабочие кольца скреплены между собой с помощью соединения кольцевой выступ — паз кольцами направляющих аппаратов, которые зафиксированы под внутренним корпусом радиальными винтами, а рабочие кольца закреплены относительно колец направляющих аппаратов в окружном направлении осевыми штифтами.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🎬 Видео
Компрессор ПАТРИОТ, ремонт электромотора.Скачать
проверка статора на межвитковое замыканиеСкачать
наглядный пример межвиткового замыкания у компрессораСкачать
ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬСкачать
Как определить рабочую и пусковую обмоткуСкачать
Aircraft turbofan gas turbine engine compressor variable stator vane ( VSV ) operationСкачать
Переделать компрессор на АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬСкачать
НЕ СПЕШИ сдавать в ремонт компрессорСкачать
Определение КЗ витков в статорных обмотках асинхронных (и синхронных) моторахСкачать
Переделка компрессора из прямого поршневого в ременный. Часть 1.Скачать
Ремонт китайского компрессора своими рукамиСкачать
Компрессор не запускается. Пусковой конденсатор компрессора CBB-60. Как проверить?Скачать
ЗАМЕНА САЛЬНИКА КОМПРЕССОРА. РЕМОНТСкачать
Полезные вещи внутри компрессора от старого советского холодильника!Скачать
