Истираемое уплотнение газотурбинного двигателя

 

Использование: в области газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: в истираемом уплотнении на абразивное покрытие , выполненное на подвижных элементах двигателя, нанесен тонкий временный слой коллоидных частиц из несмачивающихся истираемым материалом компонентов для уменьшения отрицательного взаимодействия между слоем истираемого материала и подвижным элементом в начальный период работы двигателя. 1.ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 01 0 11/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4742639/06 (22) 20.12.89 (46) 28.02.92; Бюл. ¹ 8 (31) 287221 (32) 21.12.88 (33) US (71) Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн (US) (72) Чарльз Картер МакКомас (US) (56) Патент США № 3413136, кл. В 01 О 1/08, 1969.

Патент США

N. 3879831, кл. В 22 F 3/00, 1975.

Европейский патент № 0187612, кл. F 01 D 11/08, 1986.

Изобретение относится к уплотнениям газотурбинных двигателей, а именно к уменьшению вредных начальных взаимодействий в системе с истираемым уплотнением, широко применяемой в настоящее время.

Целью изобретения является повышение эффективности уплотнения путем уменьшения прилипания истираемого материала нэ вращающемся элементе во время начального контакта между истирающей и истираемой поверхностями.

На чертеже изображена в поперечном сечении часть газотурбинного двигателя с предлагаемым уплотнением, Двигатель содержит множество вращающихся дисков 1, на которых установлено множество лопаток 2. вращающихся во внутреннем корпусе 3. Минимальная утечка между лопатками 3 и внутренним корпусом достигается посредством уплотнения 4 (наружное воздушное уплотнение), размещенного на внутреннем корпусе 3, „„, Ы „„1 799424 А3 (54) ИСТИРАЕМОЕ УПЛОТНЕНИЕ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Использование: в области газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: в истираемом уплотнении на абразивное покрытие, выполненное на подвижных элементах двигателя, нанесен тонкий временный слой коллоидных частиц из несмачивающихся истираемым материалом компонентов для уменьшения отрицательного взаимодействия между слоем истираемого материала и подвижным элементом в начальный период работы двигателя. 1 ил, Множество лопаток 5 установлено и нэ внутреннем корпусе 3, на свободных концах

6 которых размещено другое уплотнение 7 у (внутреннее воздушное уплотнение), которое размещено вблизи призм 8, установлен- С ных на удлинениях дисков 1. Призма 8 и уплотнение 7 взаимодействуют для уменьшения утечки и повышения эффективности.

В альтернативной схеме двигателя дис- д ки не имеют цельных выступов, а отделены с прокладками, на которых могут устанавливаться призмы.

Слой истираемого материала уплотнения. согласно настоящему изобретению, предпочтительно размещать на внутреннем З корпусе 3 смежно со свободными концами 4 .Ъ. лопаток 2, имеющими абразивное покрытие с нанесенной нэ него коллоидной суспензией из керамического материала, несмачиваемого истираемым материалом, Истирающая поверхность, которая взаимодействует с этим истираемым материалом уплотнения, может быть образована

1799424 плазменным распылением на свободные концы лопаток 2 и призм 8 истирающего материала, состоящего из матрицы, стойкой к окислению и коррозии. содержащий абразивный материал, выбранный из группы 5

WC, СггСз, SiaN<, АЬОз, SiC, и их смесей сосвязующим материалом.

В случае применения связующей она выбирается. нереакционноспособной, т.е. несмачиваемой абразивом. Так,при приме- 10 йении карбида вольфрама может быть использована смесь порошка, содержащая примерно 88 мас,% карбида вольфрама и примерно 12 мас.% связующей кобальта, в то время как в случае применения абразив- 15 ного или истирающего слоя из карбида хрома применяют порошок, содержащий примерно 75 мас.% СггСг и примерно 25 мас.% сплава, содержащего 80% никеля и

20% хрома. Часто желательно применить 20 первоначальное связующее покрытие для обеспечения прилипания абразивного материала к основе; такое связующее покрытие, например, может содержать одни и те же одинаковые сплавы в сравнении с теми, 25 которые используются в качестве материала матрицы или материала связующей в соединении с абразивным материалом. В качестве других связующих покрытий могут использоваться сплавы типа MCrAI, где M 30 представляет материал, выбранный из группы, состоящей из железа, никеля, кобальта и их смесей, хром в этом сплаве содержится в количестве от 5% до 25 мас.% а алюминий

-от5до20мас.%. Реакционные металлы „35 например, V (à, Sc Hf и т.п. могут добавляться в количестве 0,1 — 2%.

На абразивное покрытие наносится тонкий временный слой, например окиси циркония, в виде либо коллоидной суспензии водной и органической, т,е, на основе нитрата целлюлозы, либо легким плазменным распылением.

При работе двигателя лопатки 2 и призмы 8, взаимодействуя своим абразивным покрытием с истираемым материалом, нанесенным на внутренний корпус 3 и на свободные концы 6 лопаток 5, прорезают в нем канавки, образуя лабиринт и уплотняя зазоры между ротором и корпусом. При этом наличие слоя коллоидной суспензии на истирающей поверхности уменьшает вредное взаимодействие между исти рающим и истираемым материалами.

Формула изобретения

Истираемое уплотнение газотурбинного двигателя, содержащее слой истираемого материала на неподвижном элементе и взаимодействующий с ним относительно подвижный элемент с абразивным покрытием на его свободном конце, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения эффективности, на абразивное покрытие нанесен тонкий временный Слой коллоидных частиц из несмачивающихся истираемым материалом компонентов для уменьшения отрицательного взаимодействия между слоем истираемого материала и подвижным элементом в: начальный период работы двигателя.

1799424

Составитель В.Троцкая

Редактор С.Кулакова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Лисина

Заказ 791 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101