Турбоустановка (варианты) и способ монтажа

Авторы патента:

ГИРИ Шео Нараин (IN)

БОММАНАКАТТЕ Хариш (IN)

ТЭЙЛОР Закари Джеймс (US)

СПРЭЧЕР Дэвид Рэндольф (US)

ЗИГЛЕР Райан Зэйн (US)

F01D5/30 - закрепление лопаток на роторах; комлевая часть лопаток

Владельцы патента RU 2607982:

Дженерал Электрик Компани (US)

Изобретение относится к энергетике. Турбоустановка содержит турбомашину, которая содержит ротор, имеющий ось вращения, первый вращающийся сегмент, имеющий первое сопряженное осевое крепежное приспособление, присоединенное к первому осевому крепежному приспособлению ротора в первом установочном положении, и первую шпонку, выполненную с возможностью введения в первое вставленное положение в первый паз в роторе и в первый сопряженный паз в первом вращающемся сегменте. Указанная первая шпонка в указанном первом вставленном положении расположена с возможностью блокировки осевого перемещения первого сопряженного осевого крепежного приспособления относительно первого осевого крепежного приспособления. Указанная турбоустановка также содержит второй вращающийся сегмент, который при нахождении во втором установочном положении выполнен с возможностью блокировки извлечению первой шпонки. Также представлены способ монтажа и вариант турбоустановки. Изобретение позволяет упростить монтаж вращающихся сегментов турбомашины. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 17 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к турбомашинам и, в частности, к осевой фиксации вращающихся сегментов турбомашины.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Различные турбомашины, такие как компрессоры и турбины, содержат вращающиеся лопатки. Например, турбина, например газовая турбина или паровая турбина, может содержать вращающиеся лопатки, присоединенные к ротору. Подобным образом, компрессор также может содержать вращающиеся лопатки, присоединенные к ротору. Газотурбинный двигатель, как правило, содержит компрессорную секцию, секцию камеры сгорания и турбинную секцию. В каждом типе турбомашины может применяться система фиксации, при использовании которой вращающиеся лопатки остаются присоединенными к ротору. Однако эти системы фиксации могут иметь сложную конструкцию, затрудняющую монтаж указанных вращающихся лопаток на роторе и/или их демонтаж.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Ниже приведено описание некоторых вариантов выполнения в соответствии с объемом правовой охраны первоначально заявленного изобретения. Эти варианты выполнения не предполагают ограничения объема правовой охраны заявленного изобретения, точнее, подразумевается, что они только представляют возможные варианты выполнения данного изобретения в кратком изложении. В действительности данное изобретение может распространяться на множество вариантов, которые могут быть схожими с рассмотренными ниже вариантами выполнения или отличными от них.

[0004] В соответствии с первым вариантом выполнения турбинная установка содержит турбомашину. Указанная турбомашина содержит ротор, имеющий ось вращения, первый вращающийся сегмент, содержащий первое сопряженное осевое крепежное приспособление, присоединенное к первому осевому крепежному приспособлению ротора в первом установочном положении. Указанная турбомашина также содержит первую шпонку, выполненную с возможностью введения в первое вставленное положение в первый паз, расположенный в роторе, и в первый сопряженный паз, расположенный в первом вращающемся сегменте, причем первый паз и первый сопряженный паз проходят в первом окружном направлении относительно оси вращения, при этом первая шпонка в первом вставленном положении выполнена с возможностью блокировки осевого перемещения первого сопряженного осевого крепежного приспособления относительно первого осевого крепежного приспособления. Указанная турбомашина дополнительно содержит второй вращающийся сегмент, имеющий второе сопряженное осевое крепежное приспособление, присоединенное ко второму осевому крепежному приспособлению ротора во втором установочном положении, в котором второй вращающийся сегмент расположен с возможностью блокировки извлечения первой шпонки.

[0005] В соответствии со вторым вариантом выполнения турбинная установка содержит ротор турбомашины. Указанный ротор содержит осевые крепежные приспособления, разнесенные в окружном направлении вокруг оси вращения указанного ротора и содержащие первое осевое крепежное приспособление и второе осевое крепежное приспособление, расположенные с окружным смещением друг от друга, при этом первое осевое крепежное приспособление выполнено с возможностью соединения с первым сопряженным осевым крепежным приспособлением первого вращающегося сегмента в первом установочном положении, а второе осевое крепежное приспособление выполнено с возможностью соединения со вторым сопряженным осевым крепежным приспособлением второго вращающегося сегмента во втором установочном положении. Указанный ротор также содержит шпоночные пазы, разнесенные в окружном направлении вокруг оси вращения ротора и содержащие первый шпоночный паз, расположенный в роторе смежно с первым осевым крепежным приспособлением, проходящий в первом окружном направлении относительно указанной оси вращения и выполненный с возможностью удержания первой шпонки в первом вставленном положении для блокировки осевого перемещения первого сопряженного крепежного приспособления относительно первого осевого крепежного приспособления, при этом второй вращающийся сегмент во втором установочном положении выполнен с возможностью блокировки извлечения первой шпонки.

[0006] В соответствии с третьим вариантом выполнения способ монтажа включает введение в осевом направлении первого сопряженного осевого крепежного приспособления первого вращающегося сегмента в первое осевое крепежное приспособление ротора. Указанный способ также включает введение первой шпонки в первом окружном направлении относительно оси вращения ротора в первый паз ротора и первый сопряженный паз первого вращающегося сегмента в первое вставленное положение, причем первая шпонка выполнена с возможностью блокировки осевого перемещения первого сопряженного осевого крепежного приспособления относительно первого осевого крепежного приспособления. Указанный способ дополнительно включает введение в осевом направлении второго сопряженного осевого крепежного приспособления второго вращающегося сегмента во второе осевое крепежное приспособление ротора для блокировки извлечения первой шпонки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0007] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества данного изобретения будут более понятны из последующего подробного описания и сопроводительных чертежей, в которых одинаковыми номерами позиций обозначены одинаковые компоненты. При этом

[0008] На фиг.1 показано схематическое изображение варианта выполнения турбоустановки (например, газотурбинного двигателя), имеющей систему осевой фиксации для вращающихся сегментов;

[0009] на фиг.2 показан продольный разрез варианта выполнения турбомашины (например, газотурбинного двигателя), показанной на фиг.1;

[0010] на фиг.3 показан частичный разрез варианта выполнения газотурбинного двигателя, показанного на фиг.2, взятый на участке, ограниченном линией 3-3, изображающий систему осевой фиксации для вращающихся сегментов;

[0011] на фиг.4 показан разрез варианта выполнения газотурбинного двигателя, показанного на фиг.2, по линии 4-4, изображающий систему осевой фиксации для нескольких вращающихся сегментов (например, лопаток/рабочих лопаток);

[0012] на фиг.5 показан частичный вид в разрезе варианта выполнения газотурбинного двигателя, показанного на фиг.2, по линии 4-4, изображающий систему осевой фиксации для нескольких вращающихся сегментов (например, уплотнений проточного тракта в турбине);

[0013] на фиг.6 показан частичный вид в аксонометрии варианта выполнения ротора и вращающегося сегмента, иллюстрирующий введение первого вращающегося сегмента в ротор;

[0014] на фиг.7 показан частичный вид в аксонометрии варианта выполнения ротора и вращающегося сегмента, иллюстрирующий введение шпонки в паз ротора;

[0015] на фиг.8 показан частичный вид в аксонометрии варианта выполнения ротора и первого вращающегося сегмента, иллюстрирующий введение шпонки в паз ротора и сопряженный паз в первом вращающемся сегменте;

[0016] на фиг.9 показан частичный вид в аксонометрии варианта выполнения ротора, первого вращающегося сегмента и второго вращающегося сегмента для закрепления шпонки в пазу ротора и сопряженном пазу в первом вращающемся сегменте;

[0017] на фиг.10 показан частичный разрез варианта выполнения турбомашины, показанной на фиг.2, на участке, ограниченном линией 3-3, изображающий систему осевой фиксации (например, круглой формы) для вращающихся сегментов;

[0018] на фиг.11 показан частичный разрез варианта выполнения турбомашины, показанной на фиг.2, на участке, ограниченном линией 3-3, изображающий систему осевой фиксации (например, овальной формы) для вращающихся сегментов;

[0019] на фиг.12 показан частичный разрез варианта выполнения турбомашины, показанной на фиг.2, на участке, ограниченном линией 3-3, изображающий систему осевой фиксации (например, Т-образной формы) для вращающихся сегментов;

[0020] на фиг.13 показан частичный разрез варианта выполнения турбомашины, показанной на фиг.2, на участке, ограниченном линией 3-3, изображающий систему осевой фиксации (например, U-образной формы) для вращающихся сегментов;

[0021] на фиг.14 показан частичный разрез варианта выполнения турбомашины, показанной на фиг.2, на участке, ограниченном линией 3-3, изображающий систему осевой фиксации (например, пятиугольной формы) для вращающихся сегментов;

[0022] на фиг.15 показан частичный вид в разрезе варианта выполнения турбомашины, показанной на фиг.2, на участке, ограниченном линией 3-3, изображающий систему осевой фиксации (например, в виде множественных шпонок) для вращающихся сегментов;

[0023] на фиг.16 показан частичный вид сверху в разрезе варианта выполнения ротора, изображающий систему осевой фиксации (например, в виде скошенного паза) для вращающихся сегментов; и

[0024] на фиг.17 показан частичный вид в аксонометрии варианта выполнения ротора и вращающегося сегмента, изображающий систему осевой фиксации (например, в виде L-образной шпонки).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0025] Ниже описаны одно или несколько некоторых вариантов выполнения данного изобретения. Понятно, что при кратком описании этих вариантов выполнения могут быть описаны не все признаки фактической реализации. Следует понимать, что при разработке любой подобной фактической реализации, как и при любом инженерном или опытно-конструкторском проектировании, требуется принимать множество специфических решений, связанных с реализацией, чтобы достичь некоторых целей разработчика, например, следует учитывать системные ограничения и ограничения, связанные с деловой деятельностью, которые могут меняться от одной реализации к другой. Кроме того, следует понимать, что такие связанные с разработкой усилия могут быть сложными и трудоемкими, тем не менее, они обычны при проектировании, изготовлении и производстве для специалиста, использующего данное описание.

[0026] Подразумевается, что использование единственного числа при описании элементов различных вариантов выполнения и выражение «указанный» означают наличие одного или нескольких данных элементов. Подразумевается, что выражения «содержащий», «включающий» и «имеющий» носят охватывающий характер, т.е. в данном случае возможно использование дополнительных элементов, отличных от перечисляемых элементов.

[0027] Настоящее описание относится к турбомашинам (например, к газотурбинному двигателю), которые содержат систему осевой фиксации, обеспечивающее фиксацию вращающихся сегментов (например, лопаток/рабочих лопаток или уплотнений проточного тракта), присоединенных к ротору в компонентах (например, компрессоре и/или турбине) указанной турбомашины. В некоторых вариантах выполнения указанная турбомашина содержит ротор, имеющий ось вращения, первый вращающийся сегмент, содержащий первое сопряженное осевое крепежное приспособление, присоединенное к первому осевому крепежному приспособлению ротора в первом установочном положении, и первую шпонку, выполненную с возможностью введения в первое вставленное положение как в первый паз (например, углубленный осевой паз) в роторе, так и в первый сопряженный паз (например, образованный посредством выступающего в осевом направлении соединительного элемента) в первом вращающемся сегменте. Причем указанный первый паз и первый сопряженный паз проходят в первом окружном направлении относительно оси вращения, при этом первая шпонка выполнена так, чтобы в первом вставленном положении препятствовать перемещению в осевом направлении первого сопряженного осевого крепежного приспособления относительно первого осевого крепежного приспособления. Указанная турбомашина также содержит второй вращающийся сегмент, имеющий второе сопряженное осевое крепежное приспособление, присоединенное ко второму осевому крепежному приспособлению ротора во втором установочном положении, и выполненный с возможностью блокировки извлечения первой шпонки во втором установочном положении. В некоторых вариантах выполнения первая шпонка конструктивно выполнена так, что сначала ее вводят в первый паз и первый сопряженный паз в первом радиальном направлении, а затем перемещают в первом окружном направлении относительно оси вращения. Например, указанный первый паз может иметь доступную в радиальном направлении часть, расположенную в роторе смежно с первым вращающимся сегментом, когда первое сопряженное осевое крепежное приспособление присоединено к первому осевому крепежному приспособлению в первом установочном положении. Второй вращающийся сегмент может закрывать указанную доступную в радиальном направлении часть первого паза, когда второе сопряженное осевое крепежное приспособление присоединено ко второму осевому крепежному приспособлению во втором установочном положении. В некоторых вариантах выполнения первый паз, расположенный в роторе, проходит только на часть расстояния окружного смещения между первым и вторым осевыми крепежными приспособлениями. Указанная система осевой фиксации может обеспечивать закрепление вращающихся сегментов в осевом направлении в роторе с блокировкой отсоединения указанных вращающихся сегментов от ротора вследствие нагрузок, создаваемых центробежной силой. Кроме того, указанная система фиксации может обеспечивать простой способ монтажа указанных вращающихся сегментов на роторе и/или их демонтажа.

[0028] На фиг.1 показан схематический вид турбоустановки 10, содержащей газотурбинный двигатель 12, имеющий систему осевой фиксации, предназначенную для прикрепления вращающихся сегментов (например, лопаток, рабочих лопаток или уплотнений проточного тракта в турбине) в осевом направлении к ротору (например, ротору турбомашины, или ротору турбины). В некоторых вариантах выполнения система 10 может представлять собой самолет, судно, локомотив, вырабатывающую электроэнергию систему, или их комбинацию. Кроме того, несмотря на то, что система осевой фиксации может быть описана в контексте газотурбинного двигателя, тем не менее, указанная система может использоваться в других турбоустановках, таких как паровая турбина, гидравлическая турбина, или автономный компрессор. Указанный газотурбинный двигатель 12 содержит воздухозаборную секцию 16, компрессор 18, секцию 20 камеры сгорания, турбину 22 и выпускную секцию 24. Турбина 22 присоединена к компрессору 18 с помощью вала 26. Указанная система осевой фиксации может использоваться для прикрепления вращающихся сегментов к ротору в компрессоре 18 и/или турбине 22. Как изложено более подробно ниже, указанная система может обеспечивать закрепление вращающихся сегментов в осевом направлении в роторе с блокировкой отсоединения вращающихся сегментов от ротора вследствие нагрузок, создаваемых центробежной силой. Кроме того, указанная система может обеспечивать простой способ монтажа указанных вращающихся сегментов на роторе и/или их демонтажа.

[0029] Как указано стрелками, в газотурбинный двигатель 12 может поступать воздух через воздухозаборную секцию 16 и проходить в компрессор 18, который обеспечивает сжатие воздуха до его поступления в секцию 20 камер сгорания. Показанная секция 20 камер сгорания содержит корпус 28, расположенный концентрически или кольцеобразно вокруг вала 26 между компрессором 18 и турбиной 22. Указанный сжатый воздух из компрессора 18 поступает в камеры 30 сгорания, где указанный сжатый воздух может смешиваться с топливом и сгорать внутри камер 30 сгорания для приведения в действие турбины 22.

[0030] Из секции 20 камер сгорания высокотемпературные газообразные продукты сгорания проходят через турбину 22, приводя в действие компрессор 18 с помощью вала 26. Например, газообразные продукты сгорания могут обеспечивать приложение движущих сил к вращающимся сегментам (например, роторным лопаткам) внутри турбины 22 для приведения во вращение вала 26. После прохождения через турбину 22 высокотемпературные газообразные продукты сгорания могут выходить из газотурбинного двигателя 12 через выпускную секцию 24.

[0031] На фиг.2 показан вид сбоку варианта выполнения газотурбинного двигателя 12, показанного на фиг.1, в разрезе, взятом по продольной оси 32. Как показано, газовая турбина 22 содержит три отдельные ступени 34. Каждая ступень 34 содержит ряд лопаток или рабочих лопаток 36, присоединенных к рабочему колесу 38, которое может быть прикреплено с возможностью вращения к валу 26 (фиг.1). Лопатки 26 проходят в радиально наружном направлении от рабочих колес 38 и частично расположены внутри проточного тракта газообразных продуктов сгорания. В некоторых вариантах выполнения к рабочему колесу 38 может быть прикреплен ряд уплотнений проточного тракта (например, уплотнений проточного тракта в турбине, см. фиг.5). Указанная система фиксации обеспечивает прикрепление в осевом направлении лопаток 36, и/или указанных уплотнений к рабочим колесам 38. Хотя газовая турбина 22 показана в виде трехступенчатой турбины, тем не менее рассматриваемая в данном документе система осевой фиксации может использоваться в любом подходящем типе турбины с любым количеством ступеней и валов. Например, указанная система может использоваться в одноступенчатой газовой турбине, в сдвоенной турбинной установке, которая содержит турбину низкого давления и турбину высокого давления, или в паровой турбине. Дополнительно, описанная в данном документе система фиксации также может использоваться в ротационном компрессоре, таком как компрессор 18, показанный на фиг.1 и 2.

[0032] Как изложено выше в отношении фиг.1, воздух поступает через воздухозаборную секцию 16 и сжимается компрессором 18. Затем сжатый воздух из компрессора 18 проводится в секцию 20 камер сгорания, в которой сжатый воздух смешивается с топливом. Смесь сжатого воздуха и топлива в целом воспламеняется внутри секции 20 камер сгорания с образованием высокотемпературных газообразных продуктов сгорания под большим давлением, которые используются для создания вращающего момента в турбине 22. В частности, газообразные продукты сгорания обеспечивают приложение движущих сил к лопаткам 36 для приведения во вращение рабочих колес 38 (т.е. ротора) относительно оси 32. В некоторых вариантах выполнения указанная система фиксации может обеспечивать закрепление указанных вращающихся сегментов в осевом направлении в роторе 38 с блокировкой отсоединения вращающихся сегментов от ротора 38 вследствие нагрузок, создаваемых центробежной силой. Кроме того, указанная система осевой фиксации может обеспечивать простой способ монтажа указанных вращающихся сегментов на роторе 38 и/или их демонтажа.

[0033] На фиг.3 показан частичный вид в разрезе варианта выполнения газотурбинного двигателя 12, показанного на фиг.2, на участке, ограниченном линией 3-3, изображающий систему 46 осевой фиксации для вращающихся сегментов 48. Как показано, вращающийся сегмент 48 присоединен к ротору 38 (например, рабочему колесу). Указанный вращающийся сегмент 48 содержит сопряженное осевое крепежное приспособление 80, присоединенное к осевому крепежному приспособлению 70 ротора 38 в установочном положении (см. фиг.4 и 5). Ротор 38 имеет ось 32 вращения. Для иллюстрации показана только часть вращающегося сегмента 48 и ротора 38. Указанный вращающийся сегмент 48 может содержать рабочую лопатку, или лопатку 36 (см. фиг.4), или уплотнение проточного тракта в турбине (см. фиг.5).

[0034] Указанная система 46 содержит шпонку 50 (например, срезную шпонку), введенную во вставленное положение 51 в пазе 52 (например, в шпоночном пазе), расположенном в роторе 38, и в сопряженном пазе 54 (например, в сопряженном шпоночном пазе), расположенном во вращающемся сегменте 48. Паз 52 и сопряженный паз 54 выполнены с возможностью фиксации шпонки 50 во вставленном положении 51 с предотвращением осевого перемещения сопряженного осевого крепежного приспособления 80 относительно осевого крепежного приспособления 78. В некоторых вариантах выполнения форма (например, поперечное сечение) шпонки 50 может изменяться. Например, шпонка 50 может иметь квадратную (как показано на фиг.3), прямоугольную, овальную, круглую, треугольную Т-образную, U- образную или другую форму. Форма (например, поперечное сечение) паза 52 и сопряженного паза 54 также может изменяться, обеспечивая вмещение формы шпонки 50. В некоторых вариантах выполнения количество шпонок 50 и соответствующих пазов 52, а также сопряженных пазов 54 может изменяться вдоль одной контактной поверхности 55 между вращающимся сегментом 48 и ротором 38. Количество шпонок 50 и соответствующих пазов 52, а также сопряженных пазов 54 может изменяться от 1 до 10, от 1 до 5, от 1 до 3 или от 1 до 2 вдоль контактной поверхности 55. Например, количество шпонок 50 и соответствующих пазов 52, а также сопряженных пазов 54 может равняться 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10 или другому количеству вдоль контактной поверхности 55. Кроме того, размещение паза 52 и сопряженного паза 54 может изменяться вдоль контактной поверхности 55. Например, паз 52 и соответствующий сопряженный паз 54 могут быть расположены вдоль центральной части 56 контактной поверхности 55, как показано, или со смещением от центральной части 56 к наружной части 58 указанной контактной поверхности в осевом направлении 60 и 62.

[0035] Паз 52 и сопряженный паз 54 проходят в окружном направлении 64 относительно оси 32 вращения. В некоторых вариантах выполнения паз 52 и сопряженный паз 54 могут проходить под углом относительно окружного направления 64. Как изложено более подробно ниже, паз 52 имеет доступную в радиальном направлении часть, расположенную в роторе 38 смежно с вращающимся сегментом 48, когда сопряженное осевое крепежное приспособление 80 присоединено к осевому крепежному приспособлению 78 в установочном положении. Шпонка 50 выполнена с возможностью введения в первый паз 52 и первый сопряженный паз 54 в радиальном направлении 66, а затем в окружном направлении 64 относительно оси 32 вращения. Шпонка 50 во вставленном положении 51 предназначена для блокировки осевого перемещения в направлениях 60 и 62 сопряженного осевого крепежного приспособления вращающегося сегмента 48 относительно осевого крепежного приспособления ротора 38. Как изложено более подробно ниже, установка другого вращающегося сегмента 48 в ротор 38 смежно со шпонкой 50 обеспечивает блокировку извлечения шпонки 50. В некоторых вариантах осуществления указанная система 46 может обеспечивать закрепление вращающиеся сегменты 48 в осевом направлении в роторе 38 с блокировкой отсоединения вращающихся сегментов 48 от ротора 38 вследствие нагрузок, создаваемых центробежной силой. Кроме того, указанная система 46 может обеспечивать простой способ монтажа указанных вращающихся сегментов 48 на роторе 38 и/или их демонтажа.

[0036] На фиг.4 показан частичный вид в разрезе варианта выполнения газотурбинного двигателя 12, показанного на фиг.2, взятом по линии 4-4, изображающий систему 46 осевой фиксации для нескольких вращающихся сегментов (например, лопаток/рабочих лопаток 36). Как было упомянуто выше, указанная система 46 может использоваться для лопаток 36, прикрепляемых к ротору 38 в компрессоре 18 и/или турбине 22. Каждый ротор 38 (например, цилиндрический ротор) содержит лопатки 36, проходящие в радиально наружном направлении 76 из ротора 36. Ротор 38 содержит осевые крепежные приспособления 78 (например, углубленный осевой паз или паз пазового замка) для фиксации сопряженных осевых крепежный приспособлений 80 (например, выступающий осевой соединительный элемент или сопряженный соединительный элемент пазового замка) лопаток 36. В некоторых вариантах выполнения могут быть установлены и разнесены, или смещены в окружном направлении 64 вокруг ротора 38 и соответствующей оси 32 вращения приблизительно 50-150 лопаток 36.

[0037] Как показано, лопатки 82, 84 и 86 имеют соответствующие сопряженные осевые крепежные приспособления 88, 90 и 92, присоединенные к соответствующим осевым крепежным приспособлениям 94, 96 и 98 ротора 38 в установочных положениях 100, 102 и 104. Система 46 осевой фиксации содержит пазы 52 (например, шпоночные пазы), разнесенные в окружном направлении 64 вокруг оси 32 вращения ротора 38 (например, ротора турбомашины). Шпонки 50 введены во вставленное положение 51 в пазе 52, расположенном в роторе 38, и в сопряженном пазе 54 (например, шпоночный сопряженный паз), расположенном в лопатках 82, 84 и 86. Как было упомянуто выше, каждый из пазов 52 и каждый из соответствующих им сопряженных пазов 54 проходят в окружном направлении 64 относительно оси 32 вращения. Каждая шпонка 51 во вставленном положении 51 предназначена для блокировки осевого перемещения сопряженных осевых крепежный приспособлений 88, 90 и 92 в направлениях 60 и 62 относительно осевых крепежный приспособлений 94, 96 и 98. Лопатки 84 и 86 в их соответствующих установочных положениях 102 и 104 блокируют извлечение шпонок 51 из пазов 52 и сопряженных пазов 54, связанных соответственно, с лопатками 82 и 84.

[0038] Пазы 52 и сопряженные пазы 54 проходят в окружном направлении 64 относительно оси 32 вращения. В некоторых вариантах выполнения пазы 52 и сопряженные пазы 54 могут проходить под углом (например, под углом приблизительно от 0° до 60°) относительно окружного направления 64. Каждый паз 52 проходит только на часть 106 расстояния окружного смещения 108 между смежными осевыми крепежными приспособлениями 78. В некоторых вариантах выполнения каждый паз 52 проходит на все расстояние 106 окружного смещения 108 между смежными осевыми крепежными приспособлениями (см. фиг.17). Кроме того, каждый паз 52 имеет доступную в радиальном направлении часть 110, расположенную в роторе 38 смежно с каждой лопаткой 82, 84 и 86, когда соответствующие сопряженные осевые крепежные приспособления 88, 90 и 92 присоединены к соответствующим осевым крепежным приспособлениям 94, 96 и 98 в установочных положениях 100, 102 и 104. Когда смежные лопатки 84 и 86 не расположены в установочных положениях 102 и 104, указанная часть 110 (например, часть, связанная с лопаткой 82) является доступной для введения шпонки 50. Каждая шпонка 50 выполнена с возможностью введения в первый паз 52 и первый сопряженный паз 54 в радиальном направлении 66, а затем в окружном направлении 64 относительно оси 32 вращения. Лопатки 84 и 86 закрывают указанную часть 110 пазов 52, когда соответствующие сопряженные осевые крепежные приспособления 90 и 92 присоединены к соответствующим осевым крепежным приспособлениям 96 и 98 в установочных положениях 102 и 104. Система 46 может обеспечивать закрепление лопатки 36 в аксиальном направлении в роторе 38 с блокировкой отсоединения лопаток 36 от ротора 38 вследствие нагрузок, создаваемых центробежной силой. Кроме того, указанная система 46 может обеспечивать простой способ монтажа указанных лопаток 36 на роторе 38 и/или их демонтажа.

[0039] На фиг.5 показан частичный вид в разрезе варианта выполнения ротора 38, присоединенного к уплотнениям 120 проточного тракта в турбине, содержащим систему 46 осевой фиксации, предназначенную для указанных уплотнений 120. Указанная система 46 подобно системе, показанной на фиг.4, за исключением того, что ротор 38 присоединен к указанным уплотнениям 120.

В некоторых вариантах выполнения могут быть установлены и разнесены, или смещены в окружном направлении 64 вокруг ротора 38 и соответствующей оси 32 вращения приблизительно 50-150 лопаток 36. Указанная система 46 может обеспечивать закрепление указанных уплотнений 120 в осевом направлении в роторе 38 с блокировкой отсоединения уплотнений 120 от ротора 38 вследствие нагрузок, создаваемых центробежной силой. Кроме того, указанная система 46 может обеспечивать простой способ монтажа указанных уплотнений 120 на роторе 38 и/или их демонтажа.

[0040] На фиг.6-9 показаны частичные виды в аксонометрии варианта выполнения ротора и одного или нескольких вращающихся сегментов 48, иллюстрирующие монтаж системы осевой фиксации. Ротор 38 и вращающиеся сегменты 48 аналогичны рассмотренным выше ротору и вращающимся сегментам. Как показано на фиг.6, первое сопряженное осевое крепежное приспособление 130 (например, выступающий осевой соединительный элемент или сопряженный соединительный элемент пазового замка) первого вращающегося сегмента 132 (например, лопатки, рабочей лопатки, или уплотнения проточного тракта в турбине) введено в осевом направлении 62 в первое осевое крепежное приспособление 134 (например, углубленный осевой паз или паз пазового замка) ротора 38 в первом установочном положении 136. Как показано, ротор 38 содержит паз 52 (например, шпоночный паз), а первый вращающийся сегмент 132 содержит сопряженный паз 54. В некоторых вариантах выполнения вращающиеся сегменты 48 могут быть вставлены в целом в осевом направлении 62, но под углом или наклонно относительно оси 32 вращения ротора 38. Как показано, паз 52 имеет доступную в радиальном направлении часть 110, расположенную в роторе 38 смежно с первым вращающимся сегментом 132, когда первое сопряженное осевое крепежное приспособление 130 присоединено к первому осевому крепежному приспособлению 134 в первом установочном положении 136. Паз 52 и сопряженный паз 54 проходят в окружном направлении 64 относительно оси 32 вращения. Паз 52 и сопряженный паз 54 выполнены с возможностью фиксации шпонки 50 во вставленном положении 51 с блокировкой осевого перемещения первого сопряженного осевого крепежного приспособления 130 в осевых направлениях 60 и 62 относительно первого осевого крепежного приспособления 134.

[0041] Как показано на фиг.7, шпонку 50 затем вводят в радиальном направлении 66 относительно оси 32 вращения в доступную в радиальном направлении часть 110 паза 52. После введения в радиальном направлении 66 шпонку 50 проводят в окружном направлении 64 относительно оси 32 вращения в паз 52 и сопряженный паз 54, как показано на фиг.8. Шпонку 50 целиком вводят в паз 52 и сопряженный паз 54 так, что никакая часть шпонки 50 не проходит в указанную часть 110. Указанная шпонка 50 во вставленном положении 51 обеспечивает блокировку осевого перемещения первого сопряженного осевого крепежного приспособления 130 в осевых направлениях 60 и 62 относительно первого осевого крепежного приспособления 134.

[0042] После введения шпонки 50 в паз 52 и сопряженный паз 54 вводят второе сопряженное осевое крепежное приспособление 146 (например, выступающий осевой соединительный элемент или сопряженный соединительный элемент пазового замка) второго вращающегося сегмента 148 (например, лопатки, рабочей лопатки, или уплотнения проточного тракта в турбине) в осевом направлении 62 во второе осевое крепежное приспособление 150 (например, углубленный осевой паз или паз пазового замка) ротора 38 во втором установочном положении 152, как показано на фиг.9. Как показано, второй вращающийся сегмент 148 во втором установочном положении 152 обеспечивает блокировку извлечения шпонки 50. Кроме того, второй вращающийся сегмент 148 закрывает доступную в радиальном направлении часть 110 при расположении во втором установочном положении 152. Демонтаж указанной системы 46 выполняют в порядке, обратном порядку его монтажа. Как показано, ротор 38 содержит паз 52 (например, шпоночный паз), а первый вращающийся сегмент 132 содержит сопряженный паз 54. Как показано, паз 52 имеет доступную в радиальном направлении часть 110, расположенную в роторе 38 смежно с первым вращающимся сегментом 132, когда первое сопряженное осевое крепежное приспособление 130 присоединено к первому осевому крепежному приспособлению 134 в первом установочном положении 136. Паз 52 и сопряженный паз 54 проходят в окружном направлении 64 относительно оси 32 вращения. Паз 52 и сопряженный паз 54 выполнены с возможностью фиксации шпонки 50 во вставленном положении 51 с блокировкой осевого перемещения первого сопряженного осевого крепежного приспособления 130 в осевых направлениях 60 и 62 относительно первого осевого крепежного приспособления 134.

[0043] На фиг.10 - 17 показаны различные варианты выполнения расположений и форм шпонок 50, пазов 52 ротора 38 и сопряженных пазов 54 вращающегося сегмента 48 (например, лопаток, рабочих лопаток или уплотнений проточного тракта в турбине) системы 46 осевой фиксации. В частности, на фиг.10-16 показаны частичные виды в разрезе варианта выполнения газотурбинного двигателя 12, показанного на фиг.2, на участке, ограниченном линией 3-3, а также шпонок 50, пазов 52 и сопряженных пазов 54 указанной системы 46. Как упомянуто выше, указанная система 46 выполнена с возможностью блокировки осевого перемещения в направлениях 60 и 62 сопряженного осевого крепежного приспособления вращающегося сегмента 48 относительно осевого крепежного приспособления ротора 38. В частности, система 46 может обеспечивать закрепление вращающихся сегментов 48 в осевом направлении в роторе 38 с блокировкой отсоединения вращающихся сегментов 48 от ротора 38 вследствие нагрузок, создаваемых центробежной силой. Кроме того, указанная система 46 может обеспечивать простой способ монтажа указанных вращающихся сегментов 48 на роторе 38 и/или их демонтажа. Подразумевается, что приведенные ниже варианты выполнения не являются ограничительными, точнее предполагается, что указанные варианты выполнения являются примерами различных схем расположения и форм шпонок 50, пазов 52 и сопряженных пазов 54.

[0044] Показанная на фиг.9-13 система 46 может содержать одну шпонку 50 и соответствующий паз 52, а также сопряженный паз 54. Как показано на фиг.9 и 10, шпонка 50 имеет эллиптическое поперечное сечение. Например, на фиг.9 шпонка 50 имеет круглое поперечное сечение, а на фиг.10 - овальное поперечное сечение. Соответствующий паз 52 и сопряженный паз 54 образуют углубление 162 с эллиптической формой.

[0045] Как вариант, шпонка 50 может иметь Т-образную форму, как показано на фиг.12. Указанная шпонка 50 имеет первую часть 164 и вторую часть 166. Первая часть 164 проходит вдоль контактной поверхности 55 между ротором 38 и вращающимся сегментом 48 в осевых направлениях 60 и 62. Втор Вторая часть 166 проходит в радиальном направлении 66. Как показано, первая часть 164 шпонки 50 соответствует сопряженному пазу 54 (например, прямолинейному углублению 168), а вторая часть 166 соответствует пазу 52 (например, прямолинейному углублению 170). В некоторых вариантах выполнения расположение шпонки 50 может быть обратным с образованием перевернутой Т-образной формы, т.е. первая часть 164 соответствует к пазу 52, а вторая часть 166 соответствует сопряженному пазу 166.

[0046] Как показано на фиг.13, шпонка 50 имеет U-образную форму. Указанная шпонка 50 имеет базовую часть 172 и удлиненные части 174 и 176. Базовая часть 172 проходит вдоль контактной поверхности 55 между ротором 38 и вращающимся сегментом 48 в осевых направлениях 60 и 62. Удлиненные части 174 и 176 проходят в радиальном направлении 76. Как показано, базовая часть шпонки 50 соответствует пазу 52 (например, прямолинейному углублению 178) а удлиненные части 174 и 176 соответствуют сопряженному пазу 54 (например, прямолинейным углублениям 180 и 182). В некоторых вариантах выполнения расположение шпонки 50 может быть обратным с образованием перевернутой U-образной формы, т.е. базовая часть 164 соответствует сопряженному пазу 54, а удлиненные части 174 и 176 соответствуют пазу 52.

[0047] Как показано на фиг.14, шпонка 50 имеет пятиугольное поперечное сечение. Указанная шпонка 50 имеет базовую часть 184 и треугольную часть 186. Базовая часть 184 проходит вдоль контактной поверхности 55 между ротором 38 и вращающимся сегментом 48 в осевых направлениях 60 и 62. Треугольная часть 186 убывает по конусу или сужается в радиальном направлении 76. Как показано, базовая часть 184 соответствует пазу 52 (например, прямолинейному углублению 188), а треугольная часть 186 соответствует сопряженному пазу 54 (например, треугольному углублению 190). В некоторых вариантах выполнения расположение шпонки 50 может быть обратным, т.е. треугольная часть 186 соответствует пазу 52 и убывает по конусу или сужается в радиальном направлении 66, а базовая часть 184 соответствует сопряженному пазу 54.

[0048] Как показано на фиг.15, указанная система 46 содержит несколько шпонок 50 (например, шпонки 191 и 192) и соответствующие пазы 52 (например, пазы 194 и 196), а также сопряженные пазы 54 (например, пазы 198 и 200), проходящие вдоль одной контактной поверхности 55 между вращающимся сегментом 48 и ротором 38. Каждая шпонка 190 и 192 имеет прямоугольное поперечное сечение (например, квадратное). Указанные пазы 194 и 196 и соответствующие сопряженные пазы 198 и 200 образуют прямолинейные углубления 202 и 204. Как упомянуто выше, количество шпонок 50 и соответствующих пазов 52, а также сопряженных пазов 54 может изменяться в пределах от 1 до 10, от 1 до 5, от 1 до 3 или от 1 до 2 на контактной поверхности 55. Например, количество шпонок 50, соответствующих пазов 52, а также сопряженных пазов 54 может равняться 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или другому количеству на контактной поверхности 55. Кроме того, размещение паза 52 и сопряженного паза 54 может изменяться на контактной поверхности 55. Как показано, паз 52 и соответствующий сопряженный паз 54 расположены со смещением от центральной части 56 к наружной части 58 указанной контактной поверхности 55 в осевом направлении 60 и 62. В некоторых вариантах выполнения указанный паз 52 и соответствующий сопряженный паз 54 могут быть расположены вдоль центральной части 56 контактной поверхности 55 (см. фиг.10-14).

[0049] На фиг.16 показан частичный вид сверху в разрезе варианта выполнения ротора 38, изображающий систему осевой фиксации (например, в виде скошенного паза) для вращающихся сегментов 48. Ротор 38 содержит паз 52, как изложено выше. Паз 52 имеет часть 214 и доступную в радиальном направлении часть 110. Указанная часть 214 и доступная в радиальном направлении часть 110 расположены на противоположных сторонах от контактной поверхности 215 между смежными вращающимися сегментами 48. Часть 214 закрывается при введении первого вращающегося сегмента 48 в установочное положение. Как упомянуто выше, шпонка 50 может быть вставлена сначала в радиальном направлении 66 доступную в радиальном направлении часть 110 паза 52, а затем введена в окружном направлении 64 в часть 214 паза 52 во вставленное положение 51. Как показано на фиг.16, паз 52 (также как и сопряженный паз 54) проходит в окружном направлении 64 относительно оси 32 вращения. В частности, паз 52 и сопряженный паз 54 могут проходить под углом 216 относительно окружного направления 64. Угол 216 может изменяться в диапазоне приблизительно 0°-60°, 0°-45°, 0°-30°, 0°-15°, 15°-30°, 30°-45°, а также в любом поддиапазоне. Например, угол 216 может равняться приблизительно 0°, 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55° или 60°, или быть любым другим углом.

[0050] На фиг.17 показан частичный вид в аксонометрии варианта выполнения ротора 38 и вращающегося сегмента 48, изображающий систему 46 осевой фиксации (например, в виде L-образной шпонки) со шпонкой 50, введенной во вставленное положение для предотвращения осевого перемещения указанного сегмента 48 относительно ротора 38. В целом, указанная система 46, показанная на фиг.17, работает так же, как описано в вышеприведенных вариантах выполнения. Шпонка 50 имеет L-образную форму, которая имеет верхнюю часть 226 и нижнюю часть 228. Указанная верхняя часть 226 имеет наклонную сторону 230, которая сведена на конус или сужается в целом в радиальном направлении 76 к концу 232 (например, сведенному на конус концу) верхней части 226 шпонки 50. Как показано, верхняя часть 226 шпонки 50 соответствует сопряженному пазу 54. Указанный сопряженный паз 54 содержит углубление 234, которое имеет сведенную на конус часть 236, препятствующую введению шпонки 50 задом наперед в сопряженный паз 54 (т.е. препятствующий введению нижней части 228 в указанный паз 54). Кроме того, как показано, нижняя часть 228 шпонки 50 соответствует пазу 52. В частности, нижняя часть 228 шпонки 50 проходит в доступную в радиальном направлении часть 110 паза 52 во вставленном положении. Как показано, в некоторых вариантах выполнения паз 52 проходит на всей части 106 окружного смещения 108 между смежными осевыми крепежными приспособлениями 78 (см. фиг.4). Нижняя часть 228 шпонки 50 имеет отверстие 238, которое обеспечивает возможность для извлечения шпонки 50 из вставленного положения с помощью инструмента, например, во время демонтажа вращающихся сегментов 48 и ротора 38.

[0051] Технический эффект рассмотренных в данном документе вариантов выполнения заключается в создании системы 46 осевой фиксации, обеспечивающей присоединение вращающихся сегментов 48 (например, лопаток, рабочих лопаток или уплотнений проточного тракта в турбине), к ротору 38 в компонентах (например, компрессора 18 и/или турбины 22) турбомашины 10 (например, газотурбинных двигателей 12). В частности, указанная система 46 содержит шпонку 51, выполненную с возможностью введения в первое вставленное положение в паз 52 (например, углубленный осевой паз) в роторе 38 и в сопряженный паз 54 (например, образованный посредством выступающего в осевом направлении соединительного элемента) во вращающемся сегменте 48. Паз 52 и сопряженный паз 54 проходят в окружном направлении 64 относительно оси вращения 32 ротора 38, а шпонка 50 выполнена с возможностью блокировки во вставленном положении 51 осевого перемещения вращающегося сегмента 48 относительно ротора 38 во вставленном положении 51. Введение другого вращающегося сегмента 48 смежно со шпонкой 50 обеспечивает блокировку ее извлечения. Указанная система 46 может обеспечивать закрепление в осевом направлении вращающихся сегментов 48 в роторе 38 с блокировкой отсоединения вращающихся сегментов 48 от ротора 38 вследствие нагрузок, создаваемых центробежной силой. Кроме того, указанная система 46 может обеспечивать простой способ монтажа вращающихся сегментов 48 на ротором 38 и/или их демонтажа.

[0052] В изложенном описании использованы примеры, характеризующие данное изобретение, включая предпочтительный вариант выполнения, а также обеспечивающие возможность любому специалисту осуществить на практике данное изобретение, включая выполнение и использование любых устройств или установок, а также выполнение любых относящихся к этому способов. Объем правовой охраны данного изобретения определен формулой изобретения, при этом он может включать другие примеры, которые встретятся специалисту. Подразумевается, что такие примеры подпадают под объем правовой охраны формулы изобретения, если они содержат конструктивные элементы, которые не отличаются от элементов, описанных в формуле изобретения, или, если они содержат эквивалентные конструктивные элементы с несущественными отличиями от элементов, описанных в формуле изобретения.

1. Турбоустановка, содержащая

турбомашину, содержащую

ротор, имеющий ось вращения,

первый вращающийся сегмент, имеющий первое сопряженное осевое крепежное приспособление, присоединенное к первому осевому крепежному приспособлению ротора в первом установочном положении,

первую шпонку, выполненную с возможностью введения в первое вставленное положение в первый паз в роторе и в первый сопряженный паз в первом вращающемся сегменте, причем первый паз и первый сопряженный паз проходят в первом окружном направлении относительно оси вращения, а первая шпонка в первом вставленном положении выполнена с возможностью блокировки осевого перемещения первого сопряженного осевого крепежного приспособления относительно первого осевого крепежного приспособления,

второй вращающийся сегмент, имеющий второе сопряженное осевое крепежное приспособление, присоединенное ко второму осевому крепежному приспособлению ротора во втором установочном положении, в котором второй вращающийся сегмент расположен с возможностью блокировки извлечения первой шпонки.

2. Турбоустановка по п.1, в которой турбомашина является газотурбинным двигателем.

3. Турбоустановка по п.1, в которой и первое, и второе осевое крепежное приспособление имеет углубленный осевой паз, при этом и первое, и второе сопряженное осевое крепежное приспособление содержит выступающий осевой соединительный элемент.

4. Турбоустановка по п.1, в которой первая шпонка выполнена с возможностью введения в первый паз и в первый сопряженный паз в первом радиальном направлении, а затем в первом окружном направлении относительно оси вращения.

5. Турбоустановка по п.4, в которой первый паз имеет первую доступную в радиальном направлении часть, расположенную в роторе смежно с первым вращающимся сегментом, когда первое сопряженное осевое крепежное приспособление присоединено к первому осевому крепежному приспособлению в первом установочном положении.

6. Турбоустановка по п.5, в которой второй вращающийся сегмент закрывает первую доступную в радиальном направлении часть первого паза, когда второе сопряженное осевое крепежное приспособление присоединено ко второму осевому крепежному приспособлению во втором установочном положении.

7. Турбоустановка по п.1, в которой первый паз, расположенный в роторе, проходит только на часть расстояния окружного смещения между первым и вторым осевыми крепежными приспособлениями.

8. Турбоустановка по п.1, в которой первый и второй вращающиеся сегменты содержат лопатку или уплотнение проточного тракта.

9. Турбоустановка по п.1, в которой указанная турбомашина содержит

вторую шпонку, выполненную с возможностью введения во второе вставленное положение во второй паз в роторе и во второй сопряженный паз во втором вращающемся сегменте, причем второй паз и второй сопряженный паз проходят во втором окружном направлении относительно оси вращения, причем вторая шпонка во втором вставленном положении расположена с возможностью блокировки осевого перемещения второго сопряженного осевого крепежного приспособления относительно второго осевого крепежного приспособления, и

третий вращающийся сегмент, имеющий третье сопряженное осевое крепежное приспособление, присоединенное к третьему осевому крепежному приспособлению ротора в третьем установочном положении, в котором третий вращающийся сегмент расположен с возможностью блокировки извлечения указанной второй шпонки.

10. Турбоустановка, содержащая

ротор турбомашины, содержащий

осевые крепежные приспособления, разнесенные в окружном направлении вокруг оси вращения указанного ротора и содержащие первое осевое крепежное приспособление и второе осевое крепежное приспособление, которые расположены с окружным смещением друг от друга, при этом первое осевое крепежное приспособление выполнено с возможностью соединения с первым сопряженным осевым крепежным приспособлением первого вращающегося сегмента в первом установочном положении, а второе осевое крепежное приспособление выполнено с возможностью соединения со вторым сопряженным осевым крепежным приспособлением второго вращающегося сегмента во втором установочном положении, и

шпоночные пазы, разнесенные в окружном направлении вокруг оси вращения ротора и содержащие первый шпоночный паз, расположенный в роторе смежно с первым осевым крепежным приспособлением, проходящий в первом окружном направлении относительно оси вращения и выполненный с возможностью удержания первой шпонки в первом вставленном положении с обеспечением блокировки осевого перемещения первого сопряженного осевого крепежного приспособления относительно первого осевого крепежного приспособления, при этом второй вращающийся сегмент во втором установочном положении расположен с возможностью блокировки извлечения первой шпонки.

11. Турбоустановка по п.10, в которой ротор турбомашины является ротором турбины.

12. Турбоустановка по п.10, в которой и первое, и второе осевые крепежные приспособления содержат соединительный элемент пазового замка, при этом и первый, и второй сопряженные осевые крепежные приспособления содержат сопряженный соединительный элемент пазового замка.

13. Турбоустановка по п.10, в которой первый шпоночный паз, расположенный в роторе турбомашины, проходит только на часть расстояния окружного смещения между первым и вторым осевыми крепежными приспособлениями.

14. Турбоустановка по п.10, в которой первый шпоночный паз имеет первую доступную в радиальном направлении часть, расположенную в роторе турбомашины, когда первый вращающийся сегмент расположен в первом установочном положении, а второй вращающийся сегмент не расположен во втором установочном положении, причем указанная первая доступная в радиальном направлении часть выполнена с возможностью ее закрытия вторым вращающимся сегментом при его нахождении во втором установочном положении.

15. Турбоустановка по п.10, в которой первый шпоночный паз выполнен с возможностью помещения первой шпонки в первом радиальном направлении, а затем в первом окружном направлении относительно оси вращения.

16. Турбоустановка по п.10, содержащая первую шпонку, первый вращающийся сегмент и второй вращающийся сегмент, причем первая шпонка выполнена с возможностью введения в первое вставленное положение в первом шпоночном пазу, расположенном в роторе, и в первом сопряженном шпоночном пазу, расположенном в первом вращающемся сегменте.

17. Способ монтажа, включающий

введение в осевом направлении первого сопряженного осевого крепежного приспособления первого вращающегося сегмента в первое осевое крепежное приспособление ротора,

введение первой шпонки в первом окружном направлении относительно оси вращения ротора в первый паз ротора и первый сопряженный паз первого вращающегося сегмента в первое вставленное положение, причем первая шпонка выполнена с возможностью блокировки осевого перемещения первого сопряженного осевого крепежного приспособления относительно первого осевого крепежного приспособления, и

введение в осевом направлении второго сопряженного осевого крепежного приспособления второго вращающегося сегмента во второе осевое крепежное приспособление ротора для блокировки извлечения первой шпонки.

18. Способ по п.17, в котором первая шпонка имеет L-образную форму, имеющую верхнюю часть и нижнюю часть, причем нижняя часть имеет отверстие, выполненное с обеспечением извлечения первой шпонки из первого паза, а верхняя часть имеет сужающийся конец, при этом первый сопряженный паз имеет углубление, имеющее сужающуюся часть, выполненную с возможностью введения сужающегося конца верхней части первой шпонки в первый сопряженный паз и предотвращения введения нижней части первой шпонки в первый сопряженный паз.

19. Способ по п.17, в котором вводят первую шпонку в радиальном направлении относительно оси вращения ротора в доступную в радиальном направлении часть первого паза ротора.

20. Способ по п.17, в котором вводят вторую шпонку во втором окружном направлении относительно оси вращения ротора во второй паз ротора и второй сопряженный паз второго вращающегося сегмента во второе установочное положение, и вводят в осевом направлении третье сопряженное осевое крепежное приспособление третьего вращающегося сегмента в третье осевое крепежное приспособление ротора для блокировки извлечения второй шпонки.

Описан ротор турбины низкого давления для теплоэлектростанции. Диск (3) прикреплен к валу (4) и выполнен с возможностью вращения вокруг базовой оси (Δ), при этом диск (3) имеет на своей периферии первую поверхность (5) контакта.

Лопаточный аппарат // 2603696

Изобретение относится к области машин и двигателей необъемного вытеснения, а именно к лопаточному аппарату (40), содержащему обод (56) и выполненный в нем удерживающий паз (58), который имеет на своих боковых стенках (60) проходящие вдоль выступы (62), образующие поднутрения (64), и в который помещено определенное число лопаток (25, 27), образующих лопаточный венец турбомашины, причем каждая лопатка (25, 27) помимо брюшка (48) имеет для закрепления молоткообразную, входящую в поднутрения (64) ножку (50) и прижата к выступам (62) посредством элемента (46), расположенного между нижней стороной (68) ножки лопатки и дном (70) удерживающего паза (58).

Роторный узел, турбинный двигатель и способ сборки роторного узла // 2602322

Роторный узел турбинного двигателя содержит роторный диск, турбинную лопатку и хвостовой узел. Роторный диск имеет внутреннюю поверхность, ограничивающую паз пазового замка, включающий заглубленный паз, ограниченный в роторном диске.

Пакеты рабочих лопаток с комбинированными хвостовиками // 2599689

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться при проектировании рабочих лопаток паровых и газовых турбин. Пакеты рабочих лопаток, цельнофрезерованные или сварные, с хвостовиками с радиальной установкой и тангенциальной заводкой, включают хвостовики типа Т, представляющие собой Т-образные хвостовики, чередующиеся с хвостовиками типа В, образованными удалением опорных поверхностей в Т-образном хвостовике, причем хвостовики типа Т чередуются с хвостовиками типа В в комбинациях Т+В, В+Т, Т+В+Т, Т+В+Т+В, В+Т+В+Т, Т+В+Т+В+Т.

Барабан ротора турбомашины // 2596895

Изобретение относится к роторам турбомашин, используемых в авиации. Барабан ротора турбомашины, содержащий корпус в форме полого цилиндрического тела вращения вокруг продольной оси и выполненный в нем один и более венец со средствами для крепления хвостовиков лопаток, расположенных по наружной поверхности через равные промежутки в поперечном направлении, при этом корпус содержит металломатричный композит с перекрестной укладкой армирующих волокон, средства для крепления хвостовиков лопатки выполнены в виде корневого элемента под сварку по форме профиля лопатки, а металломатричный композит сформирован по всей наружной поверхности тела вращения слоем толщиной, не превышающей высоту корневого элемента.

Барабан ротора турбомашины // 2596894

Изобретение относится к роторам турбомашин, используемых в авиации. Барабан ротора турбомашины выполнен в форме полого цилиндрического тела вращения вокруг продольной оси с одним и более венцами, со средствами для крепления хвостовиков лопаток, расположенных через равные промежутки по наружной поверхности, при этом барабан выполнен из металломатричного композита с перекрестной укладкой армирующих волокон, а средства для крепления хвостовиков лопаток выполнены в виде корневых элементов под сварку по форме профиля лопатки, при этом на внутренней поверхности барабана из композита выполнены наплывы, фланцы или цапфы с закладными элементами под сварку, причем наплывы расположены под корневыми элементами.

Уплотнительное кольцо для ступени турбины турбомашины летательного аппарата, содержащее запорные выступы с прорезями, ротор ступени турбомашины, турбомашина и способ изготовления уплотнительного кольца // 2594392

Уплотнительное кольцо для прижимания к диску ротора ступени турбомашины содержит множество запорных выступов, предотвращающих вращение упомянутого кольца относительно диска ротора.

Ротор вентилятора и турбореактивный двигатель // 2594037

Ротор вентилятора турбомашины содержит диск, несущий лопатки, ножки которых установлены в осевых пазах диска, кожух, имеющий форму усеченного конуса, установленный на диске, средства осевого удержания лопаток на диске, а также средства обеспечения неподвижности при вращении обода.

Паровая турбина, замковое устройство для роторного колеса паровой турбины и способ установки лопаток в турбинное колесо // 2592567

Предложены устройство и способ для установки сочлененных турбинных лопаток в пазах с осевым вводом, выполненных в роторных колесах. На охватываемом осевом выступе пазового замка, расположенном на корневой части лопатки, и на соответствующем охватывающем осевом пазу пазового замка, расположенном в роторном колесе, может быть выполнено закругление в вертикальной плоскости.

Лопаточный узел и способ его сборки // 2585579

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при аксиальном закреплении лопатки турбины относительно диска ротора. Лопатка имеет перо, полку и хвостовую часть, а также стопорный штифт.

Узел крепления лопатки к рабочему колесу турбины // 2607988

Изобретение относится к узлу крепления лопатки к рабочему колесу турбины. Узел крепления лопатки к колесу турбины, которое содержит ряд лопаток (4), окружающих центральный диск (2). По меньшей мере одна лопатка (4) с возможностью поворота или шарнирно соединяется с диском (2). Положение лопатки (4) относительно диска (2) во время работы определяется упором (22), предусмотренным между лопаткой (4) и опорой (16), которая соединяется с диском (2) или образует его часть. Упор (22) образуется опорной поверхностью 18 опоры 16 и опорной поверхностью 20 лопатки 4. Опорная поверхность 18 опоры 16 является не плоской и имеет изгиб 19. Опорная поверхность 20 лопатки 4 имеет изгиб 21, согласованный с изгибом 19 опорной поверхности 18 опоры 16. Упор 22 предназначен для восприятия сил, действующих как тангенциально, так и радиально на лопатки 4. Изобретение направлено на увеличение прочности и долговечности лопаток. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Хвостовики рабочих лопаток с натягом // 2609126

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при проектировании хвостовиков рабочих лопаток паровых и газовых турбин. Хвостовики рабочих лопаток Т-образного или вильчатого типа расположены с натягом в окружном направлении. На поверхности контакта между хвостовиками выполнен паз, занимающий по меньшей мере 70% контактной поверхности и глубиной по меньшей мере 0,15 мм. Изобретение позволяет в 3…4 раза снизить необходимое монтажное усилие для обеспечения гарантированного натяга по окружности, а также уменьшить поверхность пригонки каждого хвостовика и повысить вибрационную надежность. 2 ил.

Хвостовик лопатки, соответствующая лопатка, диск ротора и узел турбомашины // 2612675

Хвостовик лопатки содержит множество пар противоположных выступов, множество пар противоположных скруглений, множество боковых поверхностей и нижнюю часть хвостовика лопатки. Выступы и скругления расположены в чередующемся порядке, а каждая из боковых поверхностей расположена между одним из выступов и одним из скруглений. Первая боковая поверхность из множества боковых поверхностей, обращенных в сторону от нижней части, имеет первый планарный участок поверхности, примыкающий к выпуклому участку поверхности и расположенный в первой плоскости. Выпуклый участок поверхности выступа примыкает к первому планарному участку поверхности, а вогнутый участок поверхности скругления примыкает к выпуклому участку поверхности. Выпуклый участок поверхности и область вогнутого участка поверхности скругления, примыкающая к выпуклому участку поверхности, образуют локальное углубление по отношению к первой плоскости. Другое изобретение группы относится к лопатке, содержащей перо, полку и хвостовик, выполненный, как указано выше. Еще одно изобретение группы относится к диску ротора, содержащему множество пазов, каждый из которых содержит множество пар противоположных выступов, множество пар противоположных скруглений, множество боковых поверхностей и нижнюю часть паза диска. Выступы паза и скругления паза расположены в чередующемся порядке, и каждая из боковых поверхностей паза расположена между одним из выступов и одним из скруглений. Первая боковая поверхность паза из множества боковых поверхностей паза, обращенных к нижней части паза, имеет второй планарный участок поверхности, примыкающий к выпуклому переходному участку. Второй планарный участок поверхности расположен в первой плоскости. Выпуклый участок поверхности выступа паза примыкает ко второму планарному участку поверхности; а вогнутый участок поверхности скругления паза примыкает к выпуклому переходному участку. Выпуклый переходный участок и область вогнутого участка поверхности скругления паза, примыкающая к выпуклому переходному участку, образуют локальное углубление по отношению к первой плоскости. Изобретения группы также относятся к вариантам узла турбомашины, содержащим указанные выше диск ротора и лопатку. Группа изобретений позволяет снизить напряжения в местах контакта диска и лопатки. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство для крепления лопатки и турбомашина, содержащая это устройство // 2615788

Устройство крепления лопатки с крепежным элементом к крепежному пазу рабочего колеса содержит переходник и накладку. Переходник расположен между лопаткой и рабочим колесом и имеет крепежный паз, комплементарный крепежному элементу лопатки, и крепежный элемент, комплементарный крепежному пазу рабочего колеса. Накладка имеет крепежный элемент, комплементарный крепежному пазу рабочего колеса, и крюкообразный элемент, расположенный на радиально внутреннем конце крепежного элемента накладки и предназначенный для взаимодействия с переходником. Крюкообразный элемент в осевом направлении удерживает переходник относительно накладки. Крепежный элемент лопатки вставлен в осевом направлении в крепежный паз переходника, а накладка взаимодействует с первой поверхностью переходника. Собранные крепежный элемент переходника и крепежный элемент накладки в осевом направлении вставлены в крепежный паз рабочего колеса. Другое изобретение группы относится к турбомашине, содержащей указанное выше устройство крепления лопатки. Группа изобретений позволяет устанавливать в крепежный паз рабочего колеса лопатки с хвостовиком, по форме несоответствующим такому пазу. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Удерживающее устройство и система осевого удержания для кольцевых уплотнений (варианты) // 2620463

Изобретение относится к энергетике. Удерживающее устройство для поддержания в фиксированном осевом положении второго компонента ротационной машины, установленного в осевом направлении на первый компонент ротационной машины, содержит фиксирующий элемент, размеры и конструкция которого обеспечивают возможность его перемещения между первым и вторым выровненными углублениями, выполненными в первом и втором компонентах ротационной машины. Указанный фиксирующий элемент имеет размеры и форму, обеспечивающие его расположение в смежные по вертикали и выровненные углубления, с расположением между ними, для предотвращения его поворота в указанных углублениях. При этом в фиксирующем элементе выполнено резьбовое отверстие, проходящее по меньшей мере частично через него. Исполнительный элемент установлен по резьбе в указанном отверстии таким образом, что поворот исполнительного элемента вызывает перемещение указанного фиксирующего элемента из первого выровненного углубления по меньшей мере частично во второе выровненное углубление. Также представлены варианты системы осевого удержания для кольцевых уплотнений. Изобретение позволяет реализовать эффективную систему для удержания всего периферического набора кольцевых уплотнений, как отдельно, так и совместно, на разделительном диске ротора. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 14 ил.

Рабочее колесо турбомашины и турбомашина // 2620622

Рабочее колесо турбомашины содержит основную часть, паз для размещения лопаток и паз для заводки лопаток. Основная часть рабочего колеса имеет первую поверхность и противоположную вторую поверхность, соединенные поверхностью по наружному диаметру, имеющей среднюю линию. Паз для размещения лопаток выполнен на поверхности по наружному диаметру основной части рабочего колеса и проходит вокруг основной части рабочего колеса. Паз для размещения лопаток делит поверхность по наружному диаметру основной части рабочего колеса на первую часть, имеющую первый размер, и вторую часть, имеющую второй размер, превышающий первый размер. Паз для заводки лопаток выполнен на поверхности по наружному диаметру основной части рабочего колеса, соединен с пазом для размещения лопаток и смещен от него. Паз для заводки лопаток проходит в первую часть поверхности по наружному диаметру основной части рабочего колеса на первое расстояние и во вторую часть указанной поверхности на второе расстояние, превышающее первое расстояние. Другое изобретение группы относится к турбомашине, включающей указанное выше рабочее колесо. Группа изобретений позволяет повысить надежность и ресурс турбомашины за счет более равномерного распределения напряжений в основной части рабочего колеса и тем самым повысить предел усталостной прочности последнего. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Крыльчатка для турбомашины // 2622351

Крыльчатка для турбомашины, такой как турбореактивный двигатель или турбовинтовой двигатель самолета, содержит диск (50) ротора, включающий в себя на своей внешней периферии ребра (14) жесткости, ограничивающие гнезда (18) осевого монтажа и радиального удерживания замков лопаток. Лопатки имеют полки, расположенные бок о бок по окружности для ограничения кольцевого тракта течения воздушного потока. Кольцевой козырек (48), проходящий, по существу, аксиально в направлении выше по потоку, установлен на расположенной выше по потоку стороне диска (50) для ограничения прохождения воздуха вне кольцевого тракта. Уплотнительные средства (84) предусмотрены между кольцевым козырьком (48) и расположенными выше по потоку концами полок лопаток. Кольцевой козырек (48) содержит кольцевой выступ (52), проходящий аксиально в направлении ниже по потоку и радиально внутрь средств радиального удерживания (70) кольцевого козырька (48) на диске (50). Эти средства удерживания (70) образованы выступающими в осевом направлении на расположенной выше по потоку стороне диска (50). Уплотнительные средства (84) расположены радиально внутри кольцевого козырька (48) и расположенных выше по потоку концов полок лопаток. Достигается снижение приложенных к лопаткам радиальных сил. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система соединения металлических компонентов и кмкм-компонентов, система фиксации турбинной лопатки и система фиксации вращающегося компонента // 2623342

Система соединения металлического компонента и компонента из композиционного материала с керамической матрицей включает фиксирующий штифт, втулку из пенометалла, первое отверстие в металлическом компоненте и второе отверстие в компоненте из композиционного материала с керамической матрицей. Первое отверстие и второе отверстие выполнены с возможностью образовывать сквозное отверстие при соединении металлического компонента и компонента из композиционного материала с керамической матрицей. Фиксирующий штифт и втулка из пенометалла расположены внутри сквозного отверстия для соединения металлического компонента и компонента из композиционного материала с керамической матрицей. Другое изобретение группы относится к системе для соединения сегмента турбинной лопатки газовой турбины, выполненного из композиционного материала с керамической матрицей, с сегментом металлического держателя, соединенным при помощи указанной выше системы соединения. Группа изобретений позволяет повысить надежность соединения металлического компонента и компонента из композиционного материала с керамической матрицей. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Лопатка ротора для газотурбинного двигателя (варианты) // 2626871

Группа изобретений относится к газотурбинному двигателю, а именно к вариантам выполнения лопатки его ротора. Лопатка ротора содержит аэродинамический профиль, основание, неразъемно соединенное с аэродинамическим профилем, и замок, неразъемно соединенный с основанием и устанавливаемый в паз в ступице ротора газотурбинного двигателя. Замок содержит ласточкин хвост, шейку между основанием и ласточкиным хвостом и канавку, образованную в шейке. Ласточкин хвост включает контактную поверхность, выполненную с возможностью контактировать с поверхностью паза для удерживания лопатки ротора в ступице. Канавка обеспечивает изменение направления напряжений в лопатке ротора и расположена на расстоянии от контактной поверхности. Канавка начинается со стороны задней кромки лопатки ротора и продолжается к стороне передней кромки лопатки ротора и имеет исходную ненулевую глубину у стороны задней кромки и постепенно сужается до нулевой глубины в направлении передней кромки. В другом варианте выполнения лопатки ротора канавка определена поверхностью цилиндра, пересекающего шейку у исходной ненулевой глубины и имеющего продольную ось под ненулевым углом относительно направления длины ласточкина хвоста, причем радиус цилиндра больше исходной ненулевой глубины. Группа изобретений позволяет повысить надежность лопатки ротора газотурбинного двигателя за счет уменьшения трещинообразования и изнашивания на поверхности замка лопатки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Система газовой турбины, уменьшающая напряжения на дисках турбины, и соответствующая газовая турбина // 2626913

Турбинная система включает роторную лопатку с хвостовиком и турбинный диск, содержащий щель, в которой закреплен хвостовик роторной лопатки. Щель турбинного диска содержит множество противоположных пар выступов щели, множество противоположных пар углублений щели и дно щели. Дно щели содержит первую часть выпуклой поверхности. Хвостовик роторной лопатки содержит дно хвостовика, содержащее первую часть вогнутой поверхности, соответствующую первой части выпуклой поверхности дна щели. Первая часть выпуклой поверхности пронизана выходом охлаждающего канала, проходящего через турбинный диск. Другое изобретение группы относится к газовой турбине, содержащей указанную выше турбинную систему. Группа изобретений позволяет снизить концентрацию напряжений на дне щели диска, имеющем охлаждающий канал. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.