RU2097573C1 - Turbomachine cooled working blade - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of aircraft engines. SUBSTANCE: blade includes lock, hollow fin with leading edge provided with perforations and at least one rib running from sole of lock to face of fin and charlet molten into face. Longitudinal rib is extended to face of fin and charlet is located opposite rib overlapping it on either side at width. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к газовым турбинам авиационных двигателей. The invention relates to aircraft engine manufacturing, in particular to gas turbines of aircraft engines.

Известна лопатка газовой турбины [1] содержащая полое перо, снабженное на периферии внутренней торцевой бобышкой с расположенной в ней резьбовой заглушкой, предназначенной для глушения технологического отверстия, образующегося от периферийного торцового знака, используемого для фиксации литейного стержня в форме. От подошвы замка в направлении периферии выполнено продольное ребро, не доходящее до стенки торца пера или торца заглушки. A known gas turbine blade [1] containing a hollow feather, provided on the periphery with an internal end boss with a threaded plug located therein, designed to dampen the technological hole formed from the peripheral end mark used to fix the casting rod in the mold. A longitudinal rib is made from the base of the lock in the direction of the periphery, not reaching the wall of the end of the pen or the end of the plug.

Недостатком известной лопатки является ее недостаточная надежность, обусловленная затеканием газа в полость лопатки через отверстия перфорации во входной кромке. Затекание газа обусловлено недостаточным перепадом давления между охлаждающим воздухом и газом вследствие того, что воздух, поступающий в полость пера вдоль входной кромки, используется одновременно или последовательно для всех элементов пера и в связи с этим часть воздуха, протекающего вдоль входной кромки, уходит, огибая ребро, в полость выходной кромки. A disadvantage of the known blade is its lack of reliability due to leakage of gas into the cavity of the blade through the perforation holes in the input edge. Gas leakage is caused by insufficient pressure difference between the cooling air and the gas due to the fact that the air entering the pen cavity along the inlet edge is used simultaneously or sequentially for all elements of the pen and, therefore, part of the air flowing along the inlet edge leaves around the edge into the cavity of the outlet edge.

Недостатком известной конструкции является также наличие в лопатке заглушки, закрепленной посредством резьбы и припоя, как дополнительной детали. A disadvantage of the known design is also the presence in the blade plugs, fixed by thread and solder, as an additional part.

Наиболее близкой к изобретению является охлаждаемая лопатка газотурбинного двигателя [2] содержащая полое перо, елочный замок, продольное ребро, простирающееся от подошвы замка и заканчивающееся в верхней части пера, не доходящее до торца. Продольное ребро делит полость лопатки на две сообщающиеся полости. Входная рамка пера лопатки снабжена отверстиями перфорации, через которые происходит вытекание охлаждающего воздуха в проточный тракт двигателя. Лопатка имеет также вплавленную при литье в торец пера металлическую жеребейку, расположенную ближе к входной кромке. Жеребейка используется при заливке лопатки для фиксации керамического стержня, формирующего внутреннюю полость в форме. Closest to the invention is a cooled blade of a gas turbine engine [2] containing a hollow feather, a Christmas tree lock, a longitudinal rib extending from the sole of the castle and ending at the top of the feather, not reaching the end. A longitudinal rib divides the cavity of the scapula into two communicating cavities. The input frame of the blade pen is provided with perforation holes through which cooling air flows into the engine flow path. The blade also has a metal foil fused when casting into the end of the feather, located closer to the entrance edge. The draw is used when pouring the scapula to fix the ceramic rod forming the internal cavity in the mold.

Недостатком известной лопатки, принятой за прототип, является недостаточное охлаждение входной кромки из-за малой величины перепада давления между охлаждающим воздухом и газом, вследствие чего возможно затекание горячего газа внутрь лопатки. Недостаточный перепад в давлении охлаждающего воздуха над газом обусловлен тем, что часть воздуха, поступающего через каналы в подошве замка в полость входной кромки, отделенную продольным ребром, поступает, огибая ребро, в заднюю полость. A disadvantage of the known blades, adopted as a prototype, is the insufficient cooling of the inlet edge due to the small pressure drop between the cooling air and the gas, as a result of which hot gas can flow into the blades. The insufficient difference in the pressure of cooling air over the gas is due to the fact that part of the air flowing through the channels at the base of the lock into the cavity of the inlet edge separated by a longitudinal rib enters, around the rib, into the back cavity.

Техническая задача изобретения повышение надежности лопатки за счет выполнения отдельной полости охлаждения передней стенки пера, а также в повышении точности и стабильности изготовления лопатки за счет надежной фиксации частей стержня в форме в целом и между собой. The technical task of the invention is to increase the reliability of the blade by performing a separate cooling cavity of the front wall of the pen, as well as to increase the accuracy and stability of the manufacture of the blade due to the reliable fixation of the parts of the rod in the mold as a whole and among themselves.

Сущность технического решения заключается в том, что в охлаждаемой рабочей лопатке турбомашины, содержащей замок, полое перо с входной кромкой, имеющей отверстия перфорации, и, по крайней мере, одно ребро, выполненное от подошвы замка к торцу пера, а также жеребейку, вплавленную в торец, согласно изобретению продольное ребро продлено до торца пера, а жеребейка расположена напротив ребра и перекрывает его по ширине с обеих сторон. The essence of the technical solution lies in the fact that in a cooled working blade of a turbomachine containing a lock, a hollow feather with an inlet edge having perforation holes, and at least one rib made from the sole of the lock to the end of the feather, as well as a toss fused into end, according to the invention, the longitudinal rib is extended to the end of the feather, and the draw is located opposite the rib and overlaps in width on both sides.

Продление ребра до торца пера, а также расположение жеребейки напротив ребра и перекрытие его по ширине с обеих сторон позволяет выполнить отдельную полость охлаждения передней стенки пера лопатки и надежную фиксацию частей стержня в форме в целом и между собой при изготовлении лопатки, что в целом повышает надежность лопатки. The extension of the rib to the end of the feather, as well as the location of the foal opposite the rib and its overlapping width on both sides, allows for a separate cooling cavity for the front wall of the feather blade and reliable fixation of the parts of the rod in the form as a whole and among themselves during the manufacture of the blade, which generally increases reliability shoulder blades.

На фиг. 1 изображен общий вид лопатки со вскрытой стенкой полости входной кромки пера; на фиг. 2 узел 1 на фиг. 1 (ребро и жеребейка в увеличенном виде); на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2 (жеребейка в разрезе). In FIG. 1 shows a general view of a blade with an open wall of the cavity of the input edge of the pen; in FIG. 2 node 1 in FIG. 1 (rib and draw in an enlarged view); in FIG. 3, section AA in FIG. 2 (toss in the cut).

Рабочая лопатка 1 имеет полое перо 2 с елочным замком 3. От подошвы замка 3 до торца 4 пера 2 простирается продольное ребро 5, отделяющее полость 6 входной кромки 7 от задней полости 8 пера 2. При выполнении продольного ребра 5 до торца пера 2 керамический стержень, формирующий внутреннюю полость лопатки 1, оказывается разрезанным на две несвязанные между собой части. Для фиксации обеих частей стержня при заливке металла между стенкой торца 4 пера 2 лопатки и концом продольного ребра 5 расположена жеребейка 9, выполненная в виде скобки 10 с ножкой 11, закрепленной в стенке торца 4 пера 2, и перекрывающая ребро 5 по ширине 12 с обеих сторон. Такое расположение жеребейки 9 обеспечивает надежную фиксацию частей стержня в форме в целом и между собой. Что гарантирует стабильность и точность получения толщины стенок лопаток, исключает поломку стержней при заливке. The working blade 1 has a hollow feather 2 with a Christmas tree lock 3. From the base of the lock 3 to the end 4 of feather 2, a longitudinal rib 5 extends, separating the cavity 6 of the inlet edge 7 from the rear cavity 8 of feather 2. When performing the longitudinal rib 5 to the end of feather 2, a ceramic rod forming the inner cavity of the blade 1, is cut into two unrelated parts. To fix both parts of the rod when pouring metal between the wall of the end face 4 of the pen 2 of the blade and the end of the longitudinal rib 5, a toss 9 is made in the form of a bracket 10 with a leg 11 fixed in the wall of the end face 4 of the pen 2 and overlapping the rib 5 in width 12 from both parties. This arrangement of the foals 9 provides a reliable fixation of the parts of the rod in the form as a whole and among themselves. That guarantees stability and accuracy of obtaining the wall thickness of the blades, eliminates the breakage of the rods during casting.

При работе турбины весь охлаждающий воздух, поступивший в полость 6 входной кромки 7, проходит вдоль входной кромки и выходит в газовый тракт через отверстия перфорации 13, что позволяет за счет уменьшения утечек повысить давление охлаждающего воздуха в полости входной кромки и иметь за счет этого больший перепад давления между воздухом и газом, что повышает надежность лопатки. During the operation of the turbine, all cooling air entering the cavity 6 of the inlet edge 7 passes along the inlet edge and enters the gas path through the perforation holes 13, which makes it possible to increase the pressure of the cooling air in the inlet cavity by reducing leakage and thereby have a larger difference pressure between air and gas, which increases the reliability of the blade.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность лопатки, а также точность и стабильность ее изготовления. Thus, the use of the present invention improves the reliability of the blade, as well as the accuracy and stability of its manufacture.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N1401952, кл. F 01 D 5/08, 1986.Sources of information
1. USSR author's certificate N1401952, cl. F 01 D 5/08, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР N1625078, кл. F 01 D 5/08, 1989. 2. USSR author's certificate N1625078, cl. F 01 D 5/08, 1989.

Claims (1)

Охлаждаемая рабочая лопатка турбомашины, содержащая замок, полое перо с входной кромкой, имеющей отверстия перфорации, и по крайней мере одно ребро, выполненное от подошвы замка к торцу пера, а также жеребейку, вплавленную в торец, отличающаяся тем, что продольное ребро продлено до торца пера, а жеребейка расположена напротив ребра и перекрывает его по ширине с обеих сторон. Cooled working blade of a turbomachine, comprising a lock, a hollow feather with an inlet edge having perforation holes, and at least one rib made from the base of the lock to the end of the feather, as well as a foil fused into the end, characterized in that the longitudinal rib is extended to the end feather, and the draw is located opposite the rib and overlaps in width on both sides.

Images