Подвижный уплотнительный элемент и способ управления радиальным зазором между подвижным уплотнительным элементом и углеродным уплотнением газотурбинного двигателя

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2493389:

Прэтт энд Уитни Кэнэдэ Корп. (CA)

Подвижный уплотнительный элемент с масляным охлаждением для вращающегося уплотнения между корпусом двигателя и валом установлен с возможностью вращения в корпусе двигателя. Уплотнительный элемент включает кольцо, имеющее площадку с наружной в радиальном направлении контактной поверхностью и внутренней в радиальном направлении поверхностью, распределитель масла и внешний конус разбрызгивания смазки. Распределитель масла имеет внутреннюю в радиальном направлении зону, связанную с источником жидкой смазки. Внешний корпус имеет обод, расположенный внутри в радиальном направлении по отношению к внутренней поверхности площадки. Также объектом изобретения является способ управления радиальным зазором между подвижным уплотнительным элементом и углеродным уплотнением в диапазоне рабочих температур газотурбинного двигателя. Способ включает выбор требуемой температуры подвижного уплотнительного элемента в зависимости от температуры двигателя в пределах указанного диапазона рабочих температур с обеспечением заданной величины зазора с учетом разницы термических расширений между подвижным уплотнительным элементом и углеродным уплотнением, поддержание требуемой температуры подвижного уплотнительного элемента посредством направления потока жидкой смазки на поверхность подвижного уплотнительного элемента с управлением величиной радиального зазора. Изобретение позволяет поддерживать требуемую температуру подвижного уплотнительного элемента. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к газотурбинным двигателям и, в частности, к подвижному уплотнительному элементу с масляным охлаждением, контактирующему с уплотнительным элементом для создания вращающегося уплотнения и удержания жидкой смазки внутри корпуса подшипника.

Уровень техники

Для удержания жидкой смазки внутри корпуса подшипника, через который проходит вращающийся вал, часто применяется уплотнительная контактная поверхность, которая взаимодействует с подвижным

уплотнительным элементом на валу. Зазор между подвижным уплотнительным элементом и уплотнительным элементом поддерживается в заданных пределах, обеспечивающих сведение к минимуму протечек при одновременном создании минимального фрикционного сопротивления вращению.

За счет трения вырабатывается тепло, которое рассеивается погружением подвижного уплотнительного элемента в поток жидкой смазки. Охлажденная смазка заходит в корпус подшипника из теплообменника, распределяется через различные каналы и подается в виде струй в направлении источников тепла для охлаждения и смазывания подвижных деталей.

Поскольку подвижный уплотнительный элемент выполнен из металла, нагрев подвижного уплотнительного элемента приводит к возникновению теплового расширения и сжатия. Поэтому для поддержания зазора между подвижным уплотнительным элементом и уплотнительным элементом необходимо регулирование температуры подвижного уплотнительного элемента. Применение масляных струй для разбрызгивания охлажденного масла на подвижном уплотнительном элементе является обычным способом поддержания температуры подвижного уплотнительного элемента в заданных пределах.

Раскрытие изобретения

В настоящем изобретении разработан подвижный уплотнительный элемент для создания вращающегося уплотнения между корпусом двигателя и валом, установленным с возможностью вращения в корпусе, подвижный уплотнительный элемент содержит подвижное уплотнительное кольцо, имеющее площадку с наружной в радиальном направлении контактной поверхностью и внутренней в радиальном направлении поверхностью; распределитель масла, имеющий внутреннюю в радиальном направлении зону, связанную с источником жидкой смазки, и внешний конус разбрызгивания смазки, имеющий обод, расположенный внутри в радиальном направлении по отношению к внутренней поверхности площадки.

Также разработан способ управления радиальным зазором между подвижным уплотнительным элементом и углеродным уплотнением в диапазоне рабочих температур газотурбинного двигателя, способ содержит этапы выбора требуемой температуры подвижного уплотнительного элемента относительно температуры двигателя из указанного диапазона рабочих температур, требуемая температура подвижного уплотнительного элемента обеспечивает заданный радиальный зазор за счет разницы теплового расширения подвижного уплотнительного элемента и углеродного уплотнения, поддержание требуемой температуры подвижного уплотнительного элемента за счет направления потока жидкой смазки на поверхность подвижного уплотнительного элемента, поддержание требуемой температуры подвижного уплотнительного элемента обеспечивает управление радиальным зазором.

Таким образом, в настоящем изобретении описан подвижный уплотнительный элемент с масляным охлаждением для создания вращающегося уплотнения между корпусом двигателя и валом, установленным с возможностью вращения в корпусе, включающий кольцо, имеющее площадку с наружной в радиальном направлении контактной поверхностью и внутренней в радиальном направлении поверхностью, распределитель масла, имеющий внутреннюю в радиальном направлении зону, связанную с источником жидкой смазки, и внешний конус разбрызгивания смазки, имеющий обод, расположенный внутри в радиальном направлении по отношению к внутренней поверхности площадки.

Внутренняя зона распределителя масла может содержать масляные каналы, проходящие в осевом направлении.

Масляные каналы могут содержать осевые канавки на внутренней поверхности, контактирующей с валом.

Кольцо может иметь внутреннюю ступицу, примыкающую к внутренней зоне распределителя масла, и по меньшей мере либо ступица, либо внутренняя зона может иметь проходящие в радиальном направлении каналы.

Каналы, проходящие в радиальном направлении, дополнительно могут иметь радиальные канавки на поверхности, примыкающей к ступице.

Кроме того, кольцо может иметь перемычку между ступицей и площадкой.

Дополнительно ступица, перемычка и площадка могут определять вогнутое кольцевое углубление.

Кроме того, обод конуса может быть расположен внутри указанного углубления.

Также изобретение описывает способ управления величиной радиального зазора между подвижным уплотнительным элементом и углеродным уплотнением в диапазоне рабочих температур газотурбинного двигателя, включающий выбор требуемой температуры подвижного уплотнительного элемента в зависимости от температуры двигателя в пределах указанного диапазона рабочих температур с обеспечением заданной величины зазора с учетом разницы термических расширений между подвижным уплотнительным элементом и углеродным уплотнением, поддержание требуемой температуры подвижного уплотнительного элемента посредством направления потока жидкой смазки на поверхность подвижного уплотнительного элемента с управлением величиной радиального зазора.

Дополнительно в способе могут поддерживать требуемую температуру подвижного уплотнительного элемента посредством изменения по меньшей мере одного из параметров, включающих количество жидкой смазки и зону разбрызгивания жидкой смазки, направляемой наподвижныйуплотнительный элемент.

Также могут поддерживать требуемую температуру подвижного уплотнительного элемента посредством по меньшей мере увеличения потока жидкой смазки, направляемого на подвижный уплотнительный элемент, для увеличения радиального зазора, либо уменьшения потока жидкой смазки для уменьшения величины радиального зазора.

Жидкую смазка может быть направлена на внутреннюю в радиальном направлении поверхность подвижного уплотнительного элемента, расположенную со стороны противоположной внешней в радиальном направлении уплотнительной поверхности, расположенной напротив углеродного уплотнения.

Кроме того, жидкую смазку могут направлять в виде конического слоя на внутреннюю в радиальном направлении поверхность подвижного уплотнительного элемента.

Поддерживать требуемую температуру подвижного уплотнительного элемента могут посредством обеспечения по существу равномерного слоя указанной жидкой смазки на указанной поверхности подвижного уплотнительного элемента.

Краткое описание чертежей

Далее приводятся ссылки на прилагаемые фигуры, отображающие признаки настоящего изобретения, на которых:

Фиг.1 - схематическое изображение газотурбинного двигателя в разрезе;

Фиг.2 - местный вид в разрезе верхней половины корпуса подшипника, внутреннего и внешнего валов, на котором углеродное уплотнительное кольцо контактирует с подвижным уплотнительным элементом с масляным охлаждением.

Осуществление изобретения

На Фиг.1 показан газотурбинный двигатель 10, относящийся к типу, применяемому для полета с дозвуковыми скоростями, в общем случае содержащий последовательно соединенные по ходу движения потока вентилятор 2, через который направляется воздух из окружающей среды, многоступенчатый компрессор 4 для сжатия воздуха, кольцевую противоточную камеру 6 сгорания, в которой сжатый воздух смешивается с топливом и воспламеняется для создания кольцевого потока горячих газов. Турбинная секция 8 может включать турбину ступени высокого давления, установленную на валу 14 ступени низкого давления. Валы 13 и 14 ступеней низкого и высокого давления установлены соосно с возможностью вращения на соответствующих подшипниках. На Фиг.1 показан турбовентиляторный газотурбинный двигатель, однако следует понимать, что изобретение одинаково применимо для любого типа двигателя, предполагающего наличие камеры сгорания и турбинной секции, такого как турбовинтовой, турбовальный или вспомогательный энергетический агрегат.

Подвижный уплотнительный элемент для создания вращающегося уплотнения между валом, таким как, например, вал 13, 14 ступеней высокого или низкого давления, установлен с возможностью вращения внутри опорной конструкции, такой как корпус двигателя. Подобные вращающиеся уплотнения выполнены на многих участках газотурбинного двигателя, например, для удержания жидкой смазки внутри подшипниковых камер.

На Фиг.2 в качестве примера осуществления показана подшипниковая камера 12, которая служит опорой для внешнего вала 13 ступени высокого давления, внутри которого соосно расположен вал 14 ступени низкого давления. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что настоящее вращающееся уплотнение и подвижный уплотнительный элемент с масляным охлаждением могут применяться в любых подшипниковых камерах и для различных других конструкций газотурбинного двигателя, в которых необходимо создание вращающегося уплотнения.

Подшипниковая камера 12 образует часть корпуса двигателя и обеспечивает опору и смазку для подшипников 15, на которых в корпусе двигателя установлен с возможностью вращения вал 13 ступени высокого давления. Жидкая смазка или масло подступает в подшипниковую камеру 12 через канал 16 подачи масла. Настоящее изобретение относится к подвижному уплотнительному элементу 17 с масляным охлаждением, который контактирует с кольцевым углеродным уплотнением 18 для удержания масла внутри подшипниковой камеры 12 при циркуляции масла для смазывания, смывания частиц, возникающих при износе, и для охлаждения.

За счет трения между контактирующими поверхностями неподвижного углеродного уплотнения 18 и вращающегося подвижного уплотнительного элемента 17 с масляным охлаждением выделяется тепло, которое необходимо рассеивать для поддержания физических размеров подвижного уплотнительного элемента 17. Нагрев вызывает расширение и может приводить к деформациям подвижного уплотнительного элемента 17. Управление выделяемым теплом необходимо для избежания избыточных перемещений и деформаций. Поддержание оптимально малогозазора между углеродным уплотнением 18 и подвижным уплотнительным элементом 17 необходимо для избежания протечек масла.

Соответственно возможно управление радиальным зазором между подвижным уплотнительным элементом 17 и углеродным уплотнением 18 (т.е. поддержание требуемой величины зазора), это управление обеспечивается в диапазоне рабочих температур газотурбинного двигателя. Это препятствует нежелательному увеличению радиального зазора в результате несогласованного увеличения размеров углеродного кольца и подвижного уплотнительного элемента при нагреве двигателя, которое может привести к потере эффективности уплотнения и возникновению протечек. За счет обеспечения равномерной температуры подвижного уплотнительного элемента относительно углеродного уплотнения поддерживается оптимальная величина радиального зазора. Это осуществляется за счет того, что сначала выбирается требуемая температура подвижного уплотнительного элемента относительно температуры двигателя в пределах диапазона рабочих температур двигателя, а затем производится поддержание требуемой температуры подвижного уплотнительного элемента посредством направления потока жидкой смазки на поверхность подвижного уплотнительного элемента с целью поддержания требуемой температурь! и, таким образом, производится управление величиной радиального зазора между подвижным уплотнительным элементом и углеродным уплотнением. Температура подвижного уплотнительного элемента при работе двигателя может изменяться соответствующим образом, т.е. повышаться или понижаться на требуемую величину для поддержания оптимальной величины радиальногозазора. Это осуществляется, например, посредством изменения, по меньшей мере, либо количества, либо размера зоны разбрызгивания смазочной жидкости (например, охлаждающего масла), которая направляется на внутреннюю (в радиальном направлении) поверхность подвижного уплотнительного элемента. Температура подвижного уплотнительного элемента может также поддерживаться на требуемом уровне посредством создания по существу равномерного слоя жидкой смазки на поверхности подвижного уплотнительного элемента, на которой производится разбрызгивание, такой как, например, его внутренняя в радиальном направлении поверхность.

Подвижный уплотнительный элемент 17 с масляным охлаждением имеет кольцо 19, которое включает площадку 20, имеющую внешнюю в радиальном направлении уплотнительную контактную поверхность 21 и внутреннюю в радиальном направлении поверхность 22. Подвижный уплотнительный элемент 17 с масляным охлаждением включает распределитель 23 масла, имеющий внутреннюю в радиальном направлении зону, связанную с источником жидкой смазки. В варианте осуществления изобретения, показанном на фигурах, смазка подается под давлением через канал 16 подачи масла, а затем транспортируется через осевые канавки во внутренней поверхности беговой дорожки 24 подшипника. Масло проходит под давлением между беговой дорожкой 24 и валом 13 ступени высокого давления.

Распределитель 23 масла также включает проходящие в осевом направлении каналы в форме осевых канавок 25, через которые масло подается к распределителю 23 масла. Распределитель 23 масла также включает внешний конус 26 для разбрызгивания масла, которое поступает в него через осевую канавку 25. За счет высокой скорости вращения вала 13 и распределителя 23 масло под действием центробежной силы перемещается наружу в радиальном направлении, т.е. вверх, как показано на Фиг.2. Конус 26 имеет внутреннюю поверхность, в которую поступает масло и обод 27, расположенный внутри в радиальном направлении от внутренней поверхности 22 площадки 20.

Разбрызгивание масла из обода 27 под действием центробежной силы создает равномерный слой масла 28, которое разбрызгивается по направлению к внутренней стороне поверхности 22 площадки 20. Поскольку тепло, создаваемое за счет трения между поверхностями углеродного уплотнения 18 и внешней уплотнительной контактной поверхностью 21 площадки 20 обеспечивает равномерный поток масла, который поглощает тепло за счет конвекции и контакта с площадкой 20. Традиционные системы охлаждения включают индивидуальные масляные форсунки, которые подают масло в отдельных точках подвижных уплотнительных элементов. Для таких масляных форсунок требуется относительно большая площадь, а подвижный уплотнительный элемент с масляным охлаждением по настоящему изобретению может устанавливаться в ограниченном объеме, обеспечивая при этом более равномерное распределение масла, чем известные из уровня техники индивидуальные форсунки подачи масла.

Кольцо 19 подвижного уплотнительного элемента имеет внутреннюю ступицу 29, которая установлена на валу 13. Ступица 29 упирается в радиальном направлении в распределитель 23 масла. Проходящие в радиальном направлении масляные каналы в форме радиальных канавок 30 выполнены в упорной поверхности ступицы 29 или в распределителе 23. Соответственно, масло или жидкая смазка может доставляться к ободу 29 через канал 16, канавки в беговой дорожке 24 подшипника и осевые канавки 25, соединяющиеся с радиальными канавками 30. Масло перемещается к внутренней стороне поверхности конуса 26 и перемещается к разбрызгивающему ободу 27 под действием центробежной силы.

В показанном варианте осуществления изобретения подвижный уплотнительный элемент 17 включает кольцевую перемычку 31 между ступицей 29 и площадкой 20. Ступица 29, перемычка 31 и площадка 20 определяют вогнутое кольцевое углубление, в которое входит обод 27 конуса

26. В результате конический слой масла 28 удерживается внутри этого углубления. Охлаждающий масляный слой 28 может равномерно покрывать и размещаться на внутренней поверхности 22 площадки 20 на время достаточное для сбора и отвода возникающего из-за трения тепла от площадки 20.

Данное описание приведено исключительно в качестве примера, и в него специалистами в данной области техники могут быть внесены изменения, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения. Кроме того, специалистам в данной области техники очевидны прочие модификации, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения в свете настоящего описания, и предполагается, что подобные модификации охватываются прилагаемой формулой изобретения.

1. Подвижный уплотнительный элемент с масляным охлаждением для вращающегося уплотнения между корпусом двигателя и валом, установленным с возможностью вращения в корпусе двигателя, включающий кольцо, имеющее площадку с наружной в радиальном направлении контактной поверхностью и внутренней в радиальном направлении поверхностью, распределитель масла, имеющий внутреннюю в радиальном направлении зону, связанную с источником жидкой смазки, и внешний конус разбрызгивания смазки, имеющий обод, расположенный внутри в радиальном направлении по отношению к внутренней поверхности площадки.

2. Элемент по п.1, в котором внутренняя зона распределителя масла содержит масляные каналы, проходящие в осевом направлении.

3. Элемент по п.2, в котором масляные каналы содержат осевые канавки на внутренней поверхности, контактирующей с валом.

4. Элемент по п.1, в котором кольцо имеет внутреннюю ступицу, примыкающую к внутренней зоне распределителя масла, и по меньшей мере один из ступицы и внутренней зоны имеет проходящие в радиальном направлении каналы.

5. Элемент по п.4, в котором каналы, проходящие в радиальном направлении, имеют радиальные канавки на поверхности, примыкающей к ступице.

6. Элемент по п.4, в котором кольцо имеет кольцевую перемычку между ступицей и площадкой.

7. Элемент по п.6, в котором ступица, кольцевая перемычка и площадка определяют вогнутое кольцевое углубление.

8. Элемент по п.7, в котором обод конуса расположен внутри указанного углубления.

9. Способ управления радиальным зазором между подвижным уплотнительным элементом и углеродным уплотнением в диапазоне рабочих температур газотурбинного двигателя, включающий выбор требуемой температуры подвижного уплотнительного элемента в зависимости от температуры двигателя в пределах указанного диапазона рабочих температур с обеспечением заданной величины зазора с учетом разницы термических расширений между подвижным уплотнительным элементом и углеродным уплотнением, поддержание требуемой температуры подвижного уплотнительного элемента посредством направления потока жидкой смазки на поверхность подвижного уплотнительного элемента с управлением величиной радиального зазора.

10. Способ по п.9, в котором поддерживают требуемую температуру подвижного уплотнительного элемента посредством изменения по меньшей мере одного из параметров, включающих количество жидкой смазки и зону разбрызгивания жидкой смазки, направляемой на подвижный уплотнительный элемент.

11. Способ по п.9, в котором поддерживают требуемую температуру подвижного уплотнительного элемента посредством по меньшей мере увеличения потока жидкой смазки, направляемого на подвижный уплотнительный элемент, для увеличения радиального зазора, либо уменьшения потока жидкой смазки для уменьшения величины радиального зазора.

12. Способ по п.9, в котором жидкую смазку направляют на внутреннюю в радиальном направлении поверхность подвижного уплотнительного элемента, расположенную со стороны противоположной внешней в радиальном направлении уплотнительной поверхности, расположенной напротив углеродного уплотнения.

13. Способ по п.12, в котором жидкую смазку направляют в виде конического слоя на внутреннюю в радиальном направлении поверхность подвижного уплотнительного элемента.

14. Способ по п.9, в котором поддерживают требуемую температуру подвижного уплотнительного элемента посредством обеспечения, по существу, равномерного слоя указанной жидкой смазки на указанной поверхности подвижного уплотнительного элемента.

Уплотнение стыка камеры сгорания и соплового аппарата турбины содержит уплотнительное кольцо камеры сгорания и козырек соплового аппарата. Козырек закреплен на внутреннем корпусе, снабженном кольцом фиксирующим с установленным плавающим кольцом.

Уплотнитель с большим диапазоном сжатия // 2481483

Изобретение относится к уплотнителю, предназначенному для расположения между турбореактивным двигателем и гондолой воздушного судна. .

Динамическое щеточное уплотнение, турбина, содержащая такое уплотнение, и газотурбинный двигатель // 2454558

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности, для обеспечения непроницаемости зазора между ротором и статором. .

Лабиринтное уплотнение турбомашины // 2451195

Изобретение относится к лабиринтным уплотнениям турбомашин авиационного и наземного применения. .

Узел активного отводимого уплотнения для турбинного оборудования // 2443883

Изобретение относится к отводимым уплотнениям для таких машин вращения, как паровые турбины, газовые турбины, авиационные двигатели и компрессоры. .

Прирабатываемое уплотнение турбины // 2429106

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.

Способ выполнения сборки панелей // 2406847

Уплотнение статора турбины // 2403418

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к турбиностроению, и предназначено для герметизации монтажных зазоров между статорными частями конструкции, устанавливаемыми в корпусе турбины.

Способ монтажа газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода (варианты) // 2386833

Лабиринтное уплотнение газотурбинного двигателя // 2382893

Изобретение относится к лабиринтным уплотнениям газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. .

Уплотнение внутреннего стыка камеры сгорания и соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя // 2496017

Уплотнение внутреннего стыка кольцевой камеры сгорания и соплового аппарата турбины содержит уплотнительное кольцо камеры сгорания и козырек соплового аппарата. Козырек закреплен на внутреннем корпусе соплового аппарата. Направляющая часть уплотнительного кольца камеры сгорания и козырек соплового аппарата образуют кольцевой зазор для подачи охлаждающего воздуха. На фиксирующей части уплотняющего кольца выполнены центрирующие пазы, в которые входят выступы козырька соплового аппарата и которые взаимно центрируются по боковым сопрягаемым поверхностям. Между наружной поверхностью козырька и внутренней поверхностью направляющей части уплотнительного кольца образуется кольцевой зазор «a». Между пазами уплотнительного кольца жаровой трубы и выступами козырька соплового аппарата по боковым поверхностям предусмотрена посадка с зазором «b». Для крепления козырька соплового аппарата к внутреннему корпусу соплового аппарата используются болты, которые имеют с отверстиями в козырьке переменный зазор, а в меридиональном сечении зазор «c». С отверстиями внутреннего корпуса соплового аппарата образуют резьбовое соединение, с возможностью при сборке узла радиального и окружного смещения козырька, относительно внутреннего корпуса соплового аппарата. Изобретение позволяет снизить вибрационные нагрузки и обеспечить равномерное распределение охлаждающего воздуха в окружном направлении. 2 ил.

Уплотнительный элемент, сопловое устройство газовой турбины и газовая турбина // 2511935

Уплотнительный элемент канала утечки между наружной площадкой турбинного сопла и удерживающим ее опорным кольцом включает лепестковое уплотнение и образующую ударные струи пластину. Опорное кольцо и наружная площадка включают поверхности, расположенные перпендикулярно оси соплового сегмента и образующие первую и вторую уплотняемые поверхности, соответственно. Уплотняемые поверхности находятся в одной плоскости и имеют между собой радиальный зазор. Лепестковое уплотнение закрывает зазор между уплотняемыми поверхностями. Образующая ударные струи пластина обеспечивает ударно-струйное охлаждение радиальной наружной поверхности наружной площадки и выполнена с возможностью ее жесткого крепления к турбинному соплу. Другое изобретение относится к сопловому устройству газовой турбины, содержащему опорное кольцо и сопловые сегменты, каждый из которых имеет наружную площадку, образующую сегмент наружной стенки канала течения горячего рабочего газа, по меньшей мере, одну направляющую лопатку, а также указанный выше уплотнительный элемент. Еще одно изобретение группы относится к газовой турбине, содержащей указанное выше сопловое устройство. Группа изобретений позволяет упростить уплотнительный элемент газовой турбины. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Лабиринтное уплотнение турбомашины // 2513061

Изобретение относится к лабиринтным уплотнениям турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Лабиринтное уплотнение содержит установленный на статоре сотовый фланец и лабиринтом с демпфирующим кольцом в кольцевой канавке на краю обода. Край обода направлен к диску турбины. Сотовый фланец установлен с возможностью регулировки осевого положения с помощью размещенного между фланцем и статором регулировочного кольца. Между лабиринтом и диском размещена ступица дефлектора диска с образованием щелевой полости между боковой поверхностью ступицы дефлектора диска и ближним к диску кольцевым радиальным ребром, ограничивающим кольцевую канавку. Отношение диаметра демпфирующего кольца в поперечном сечении к высоте щелевой полости составляет 6…12. изобретение позволяет повысить надежность лабиринтного уплотнения. 2 ил.

Лабиринтное уплотнение турбины // 2513466

Лабиринтное уплотнение турбины содержит примыкающий к диску турбины лабиринт и ответный ему фланец с сопловым аппаратом закрутки охлаждающего воздуха. Лабиринт установлен на осевом кольцевом выступе диска и выполнен охватывающим сопловой аппарат закрутки с образованием между лабиринтом и боковой поверхностью ступицы диска щелевой полости. В полости размещено уплотнительное кольцо. На внутренней поверхности лабиринта установлено разжимное демпфирующее кольцо, охватывающее кольцевое радиальное ребро лабиринта. На цилиндрическом выступе кольца выполнены радиальные отверстия. Изобретение позволяет повысить эффективность и надежность лабиринтного уплотнения. 1 ил.

Ротор турбомашины // 2516983

Изобретение относится к роторам турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Ротор турбомашины включает диск турбины, установленный на валу задним фланцем. Диск турбины зафиксирован установленной на валу гайкой, выполненной с радиальным фланцем, размещенным с передней стороны ступицы диска. На радиальном фланце гайки зафиксированы радиальным ребром с помощью болтового соединения лабиринт и сотовый фланец. Лабиринт зафиксирован с помощью осевого выступа в окружном направлении относительно установленной в радиальном отверстии вала втулки. Между радиальным фланцем и резьбовым хвостовиком гайки выполнены наклонные к оси ротора перемычки с образованием перед хвостовиком гайки увеличенных в окружном направлении выступов. Выступы перемычек образуют между собой прямоугольные, радиальные, расположенные на равных между собой расстояниях пазы. Изобретение позволяет повысить ремонтопригодность ротора турбомашины при снижении его веса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Уплотнение вала для турбомашины // 2518734

Изобретение относится к уплотнению вала для турбомашины. Уплотнение вала для турбомашины содержит нагружаемое технологическим газом и запираемое со стороны процесса уплотнение технологического газа и нагружаемое воздухом и запираемое со стороны атмосферы атмосферное уплотнение. Вокруг вала турбомашины проходит вентиляционная камера, которая размещена между уплотнением технологического газа и атмосферным уплотнением, Для сбора и отвода утечки технологического газа, проникающей через уплотнение технологического газа, и утечки воздуха, проникающей через атмосферное уплотнение, вентиляционная камера на своей расположенной радиально внутри стороне содержит впускное отверстие утечки, а на своей расположенной радиально снаружи стороне - выпускное отверстие утечки, а также насадки между впускным отверстием утечки и выпускным отверстием утечки. Насадки выполнены таким образом, что вентиляционная камера имеет функцию блокирования пламени в отношении воспламенения утечки на впускном отверстии утечки, и/или утечка в вентиляционной камере является негорючей. Изобретение повышает надежность уплотнения. 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ и система для регулирования протечки газа в турбине и турбина // 2522228

Предложены способ и система для регулирования протечки газа в турбине и сама турбина. Могут использоваться несколько уплотнений, расположенных последовательно, причем каждое из этих уплотнений может быть выполнено с возможностью уменьшения давления обратного потока из входа элемента турбины. Кроме того, один или несколько каналов могут быть выполнены с возможностью направления по меньшей мере части обратного потока газа из соответствующих точек в пределах указанных нескольких уплотнений к соответствующим точкам в пределах газового тракта турбины. Технический результат изобретения заключается в том, что при размещении нескольких уплотнений последовательно уравновешивается осевое усилие, создаваемое потоком газа в элементах турбины. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Опора турбины // 2525383

Опора турбины газотурбинного двигателя содержит подшипник (4), вал (6) и лабиринт (11) с фланцем (10) между подшипником (4) и диском (8) турбины. С внешней стороны фланца (10) лабиринта (11) установлен дополнительный фланец (12) с образованием полости продувки (13). Полость (13) на входе соединена с воздушной полостью (14) кожуха вала (15), а на выходе, через наклонные к оси (16) опоры (1) пазы (17) и каналы (18) в лабиринте (11) и (19) в валу (6), с внутренней полостью (20) вала (6). Пазы (17) от входа (21) к выходу (22) направлены по направлению (23) вращения вала (6). С внешней стороны дополнительного фланца (12) установлен дефлектор (25) с байонетным креплением (26) внутреннего хвостовика (27) на дополнительном фланце (12) с образованием щелевой воздушной полости (28). Ближний к диску (8) турбины лабиринт (31) опоры выполнен с уплотнительными микрогребешками (34) на рабочей поверхности (35) обода (33) увеличенной толщины. Отношение высоты h микрогребешка (34) к величине радиального зазора δ в ближнем к диску (8) лабиринте (31) находится в пределах 1,5…2,5. Отношение максимального диаметра D ближнего к диску лабиринта (31) к минимальной толщине Н обода (33) лабиринта (31) находится в пределах 20...40. Путем снижения поступающих в масляную полость опоры тепловых потоков повышается надежность опоры турбины, а также снижаются термические напряжения в ближнем к диску турбины лабиринте опоры. 4 ил.

Способ изготовления сотового уплотнения // 2531312

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к процессу изготовления сотовой ленты, применяемой в газотурбинных двигателях, и касается способа изготовления сотового уплотнения. Осуществляют непрерывную подачу ленты неограниченной длины, выполняют надрезы в шахматном порядке с шагом, равным высоте соты. Длина надреза равна половине периметра соты. Гофрируют ленту таким образом, что форма гофры соответствует форме половины соты. Затем гофрированную ленту складывают по надрезам и калибруют по высоте. После подачи ленты неограниченной длины надрезы, изготовленные в шахматном порядке, выполняют поперечными по всей длине ленты, при этом перемычка, образованная между надрезами, имеет длину стороны соты. Выполняют сжатие кромок ленты с обеих сторон с углом конусности 10-20°. Последующее гофрирование делают продольным по всей ширине ленты, затем поперечно складывают продольно гофрированную ленту по выполненным надрезам, далее после калибровки по высоте сотовую ленту с обеих сторон сваривают по соприкасающимся граням сот. Изобретение обеспечивает повышение прочностных характеристик сотового уплотнения. 3 ил.

Турбина двухроторного газотурбинного двигателя // 2534339

Турбина двухроторного газотурбинного двигателя содержит наружный корпус, воздушный коллектор, предмасляную и масляную полости, роторы высокого и низкого давлений, каналы подачи масла в роликоподшипники, масляные уплотнения, межроторное лабиринтное уплотнение, питающие форсунки. В соответствии с заявленным предложением турбина снабжена опорной кольцевой обечайкой с радиальным буртом, кольцевой гайкой с радиальным буртом на ее боковой поверхности, опорной втулкой и радиально-торцевым масляным уплотнением. Опорная втулка установлена на вале ротора высокого давления и зафиксирована кольцевой гайкой. Опорная кольцевая обечайка выполнена за одно целое с валом ротора низкого давления и установлена с образованием верхней масляной ванны. Радиально-торцевое масляное уплотнение выполнено в виде двух подпятников с расположенными между ними графитовыми уплотнительными кольцами и распорной втулкой с фиксирующей пружиной. Масляные уплотнения между предмасляной и масляной полостями выполнены в виде браслетных графитовых уплотнений. В опорной кольцевой обечайке и в подпятнике, прилегающем к торцу вала ротора низкого давления, выполнены отверстия, сообщенные друг с другом. Кольцевая гайка установлена с образованием средней масляной ванны. Питающие форсунки размещены напротив средней масляной ванны. Позволяет уменьшить подогрев масла в масляной полости, уменьшить невозвратный расход масла, позволяет повысить экологичность двигателя и уменьшить его заметность. 3 ил.