RU218633U1 - Устройство для фиксации секторов сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к статорам турбин газотурбинных двигателей, и может найти применение для закрепления элементов, образующих хотя бы одну из трактообразующих полок и выполненных в виде отдельного сектора, а именно преимущественно секторов сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины.

Техническим результатом является улучшение технологичности устройства и повышение ремонтопригодности.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для фиксации секторов сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины, содержащем силовой кольцевой корпус статора с передним по потоку зацепом и с задним по потоку зацепом, секторы соплового аппарата, снабженного, в том числе, наружной полкой, которая имеет передний по потоку осевой кольцевой выступ и задний по потоку С-образный элемент с верхней и нижней гранями, а также стопорный L-образный кольцевой сектор с упорными верхним и нижнем торцами, сектор надроторного уплотнения с окружным элементом П-образного сечения, причем стопорный L-образный кольцевой сектор установлен верхним торцем в задний зацеп силового корпуса, а нижний торец сопрягается с внутренней поверхностью окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения, секторы соплового аппарата в окружном направлении закреплены в силовом корпусе с помощью радиального штифта, в отличие от известного задний С-образный элемент сектора соплового аппарата на верхней грани имеет осевые по потоку выступы, которые сопрягаются с внутренней поверхностью окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения для удержания сектора соплового аппарата в радиальном направлении, а L-образный кольцевой сектор расположен с возможностью фиксации от смещения в окружном направлении между вышеупомянутыми выступами сектора соплового аппарата, на нижней поверхности стопорного L-образного кольцевого сектора выполнен радиальный выступ, который входит в паз окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения для возможности фиксирования сектора надроторного уплотнения в окружном направлении.

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к статорам турбин газотурбинных двигателей, и может найти применение для закрепления элементов, образующих хотя бы одну из трактообразующих полок и выполненных в виде отдельного сектора, а именно преимущественно секторов сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины.

Известен статор газовой турбины, который содержит, в том числе, устройство для закрепления блоков сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины, включающее наружный корпус с установленными по газовому потоку блоками сопловых лопаток, между которыми расположены секторы разрезного кольца, блоки сопловых лопаток в осевом направлении посредством радиальных ребер зафиксированы L-образным стопорным кольцом, а в окружном направлении - осевыми выступами наружного корпуса, расположенными между радиальными ребрами блоков сопловых лопаток, при этом секторы разрезного кольца посредством передних хвостовиков установлены в радиальном направлении между осевыми выступами L-образного стопорного кольца и осевыми выступами блоков сопловых лопаток, а в окружном направлении секторы разрезного кольца установлены с образованием пазов между радиальными ребрами блоков сопловых лопаток и зафиксированы посредством осевых выступов (патент РФ на изобретение №2534333 от 25.11.2013, МПК F01D 25/24, опубл. 27.11.2014 бюл. №33).

Недостатками данной конструкции является:

1. Выступы на силовом корпусе, фиксирующие секторы сопловых лопаток от окружных перемещений, входят в пазы в радиальном ребре сектора. При этом пазы изготовлены больше, чем входящие в него выступ сектора, что увеличивает перетечку газа через эти зазоры, что негативно сказывается на температурное состояние и КПД турбины.

2. Низкая технологичность конструкции и низкая ремонтопригодность деталей устройства, связанные со сложностью доступа инструмента и обработки внутренней поверхности заднего осевого выступа, и связанные с изнашиванием и деформацией, вплоть до полного разрушения осевых выступов силового корпуса.

Наиболее близким является устройство для фиксации секторов сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины, содержащее силовой кольцевой корпус статора с передним по потоку зацепом и с задним по потоку зацепом, секторы соплового аппарата, снабженного, в том числе, наружной полкой, которая имеет передний по потоку осевой кольцевой выступ и задний по потоку С-образный элемент с верхней и нижней гранями, а также стопорный L-образный кольцевой сектор с упорными верхним и нижним торцами, сектор надроторного уплотнения с окружным элементом П-образного сечения, причем стопорный L-образный кольцевой сектор установлен верхним торцем в задний зацеп силового корпуса, а нижний торец сопрягается с внутренней поверхностью окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения, секторы соплового аппарата в окружном направлении закреплены в силовом корпусе с помощью радиального штифта (Патент РФ на изобретение №2633316 от 17.04.2013, конвенционный приоритет 20.04.2012, МПК F01D 25/24, F01D 9/04, опубл. 11.10.2016 Бюл. №29).

Недостатками данной конструкции являются низкая технологичность и низкая ремонтопригодность конструкции, связанные с тем, что в радиальных выступах на внутренней поверхности С-образного элемента отсутствует возможность обработки данной поверхности без применения дорогостоящих методов обработки с изготовлением уникального обрабатывающего инструмента для каждого типоразмера С-образного элемента.

Техническим результатом является улучшение технологичности устройства и повышение ремонтопригодности.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для фиксации секторов сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины, содержащем силовой кольцевой корпус статора с передним по потоку зацепом и с задним по потоку зацепом, секторы соплового аппарата, снабженного, в том числе, наружной полкой, которая имеет передний по потоку осевой кольцевой выступ и задний по потоку С-образный элемент с верхней и нижней гранями, а также стопорный L-образный кольцевой сектор с упорными верхним и нижнем торцами, сектор надроторного уплотнения с окружным элементом П-образного сечения, причем стопорный L-образный кольцевой сектор установлен верхним торцем в задний зацеп силового корпуса, а нижний торец сопрягается с внутренней поверхностью окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения, секторы соплового аппарата в окружном направлении закреплены в силовом корпусе с помощью радиального штифта, в отличие от известного задний С-образный элемент сектора соплового аппарата на верхней грани имеет осевые по потоку выступы, которые сопрягаются с внутренней поверхностью окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения для удержания сектора соплового аппарата в радиальном направлении, а L-образный кольцевой сектор расположен с возможностью фиксации от смещения в окружном направлении между вышеупомянутыми выступами сектора соплового аппарата, на нижней поверхности стопорного L-образного кольцевого сектора выполнен радиальный выступ, который входит в паз окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения для возможности фиксирования сектора надроторного уплотнения в окружном направлении.

Наличие на заднем С-образном элементе сектора соплового аппарата на верхней грани осевых по потоку выступов и расположение между этими выступами L-образного кольцевого сектора позволяют упростить обработку С-образного элемента, тем самым повысить ремонтопригодность и улучшить технологичность конструкции устройства.

На фигурах показаны:

Фиг. 1 - Устройство для фиксации секторов сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины;

Фиг. 2 - Силовой кольцевой корпус;

Фиг. 3 - Сектор соплового аппарата;

Фиг. 4 - Стопорный L-образный кольцевой сектор;

Фиг. 5 - Сектор надроторного уплотнения.

Устройство для фиксации секторов сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины содержит силовой кольцевой корпус 1 статора, секторы соплового аппарата 2, стопорный L-образный кольцевой сектор 3, секторы надроторного уплотнения 4 и радиальные штифты 5 (Фиг. 1).

При этом силовой кольцевой корпус 1 статора содержит передний 6 по потоку зацеп и с задним 7 по потоку зацеп (Фиг. 2).

Секторы соплового аппарата 2 снабжены в том числе, наружной полкой 8, которая имеет передний по потоку осевой кольцевой выступ 9 и задний по потоку С-образный элемент 10. С-образный элемент 10 выполнен с верхней 11 и нижней 12 гранями. Верхняя грань 11 содержит осевой передний 13 по потоку и осевой задний 14 по потоку выступы (Фиг. 3).

Стопорный L-образный кольцевой сектор 3 содержит верхний торец 15 и нижний торец 16. Причем верхним торцем 15 стопорный L-образный кольцевой сектор 3 устанавливается в задний зацеп 7 силового корпуса 1. Причем стопорный L-образный кольцевой сектор 3 установлен между передним 13 и задним 14 выступами С-образного элемента 10 сектора соплового аппарата 2 и таким образом зафиксирован от смещений в окружном направлении (Фиг 4).

Секторы надроторного уплотнения 4 снабжены окружным элементом 17 П-образного сечения, ориентированным в сторону силового корпуса 1. Причем окружной элемент 17 П-образного сечения содержит верхний фланец 18 и нижний фланец 19 (Фиг. 5).

Нижний торец 16 L-образного кольцевого сектора 3 контактирует с нижним фланцем 19 окружного элемента 17 П-образного сечения сектора надроторного уплотнения 4.

Задний зацеп 17 силового корпуса 1 контактирует с верхним фланцем 18 окружного элемента 17 П-образного сечения.

При этом возможно, что на нижнем торце 16 стопорного L-образного кольцевого сектора 3 выполнен радиальный выступ 20, который входит в паз 21 нижнего фланца 19 окружного элемента 17 П-образного сечения сектора надроторного уплотнения 4, тем самым фиксирует сектор надроторного уплотнения 4 в окружном направлении.

Сборка осуществляется следующим образом.

В передний зацеп 6 силового корпуса 1 устанавливается осевой кольцевой выступ 9 сектора соплового аппарата 2. Задний зацеп 7 силового корпуса 1 сопрягается с верхней гранью 11 заднего С-образного элемента 10 сектора соплового аппарата 2. При этом верхняя грань 11 С-образного элемента 10 прижимается опорной поверхностью 22 к заднему зацепу 7 с помощью радиальный фиксирующих штифтов 5, входящих в ответный паз 23 секторов соплового аппарата 2 (Фиг. 3). Штифт 5 фиксирует сектор соплового аппарата 2 от окружного смещения и от осевого смещения в направлении против потока.

Затем устанавливают L-образный стопорный сектор 3 верхним торцем 15 в задний зацеп 7 силового корпуса 1, а нижним торцем 16 между передним 13 и задним 14 выступами верхней грани 11 С-образного элемента 10 сектора соплового аппарата 2.

Передний 13 и задний 14 выступы фиксируют L-образный кольцевой сектор 3 в окружном направлении, при этом сектор соплового аппарата 2 прижимается к упорному торцу 24 L-образного кольцевого сектора 3, который в свою очередь прижимается к ответному упорному торцу 25 силового корпуса 1, и, следовательно, прижимаются ответные поверхности L-образного кольцевого сектора 3 и силового корпуса 1. Таким образом L-образный сектор 3 фиксирует сектор сопловых лопаток 2 от осевого смещения по потоку (в направлении стрелки А фиг. 1).

Далее устанавливается сектор надроторного уплотнения 4 таким образом, что бы верхний фланец 18 сектора надроторного уплотнения 4 контактировал с верхней поверхностью 26 заднего зацепа 7 силового корпуса 1, а нижний фланец 19 контактировал одновременно с нижним торцем 16 L-образного кольцевого сектора 3 и выступами 13, 14 секторов соплового аппарата 2 (Фиг. 2). Установка в окружной элемент 17 П-образного сечения сектора надроторного уплотнения 4 силового корпуса 1, сектора соплового аппарата 2 и L-образного кольцевого сектора 3 позволит зафиксировать сектор соплового аппарата 2 и L-образный кольцевой сектор 3 в радиальном направлении.

При этом, если на нижнем торце 16 L-образного кольцевого сектора 3 выполнен радиальный выступ 20, то тогда L-образный кольцевой сектор 3 устанавливают таким образом, что бы этот радиальный выступ 20 входил в ответный паз 21 окружного элемента 17 П-образного сечения, тем самым фиксирую сектор надроторного уплотнения 4 от окружного смещения.

Предлагаемая конструкция устройства позволяет упростить обработку секторов соплового аппарата, повысить ремонтопригодность элементов конструкции без снижения надежности фиксации сектора соплового аппарата в силовом корпусе.

Благодаря тому, что устройство для фиксации секторов сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины, содержащее силовой кольцевой корпус статора с передним по потоку зацепом и с задним по потоку зацепом, секторы соплового аппарата, снабженного, в том числе, наружной полкой, которая имеет передний по потоку осевой кольцевой выступ и задний по потоку С-образный элемент с верхней и нижней гранями, а также стопорный L-образный кольцевой сектор с упорными верхним и нижнем торцами, сектор надроторного уплотнения с окружным элементом П-образного сечения, причем стопорный L-образный кольцевой сектор установлен верхним торцем в задний зацеп силового корпуса, а нижний торец сопрягается с внутренней поверхностью окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения, секторы соплового аппарата в окружном направлении закреплены в силовом корпусе с помощью радиального штифта, в отличие от известного, задний С-образный элемент сектора соплового аппарата на верхней грани имеет осевые по потоку выступы, которые сопрягаются с внутренней поверхностью окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения для удержания сектора соплового аппарата в радиальном направлении, а L-образный кольцевой сектор расположен с возможностью фиксации от смещения в окружном направлении между вышеупомянутыми выступами сектора соплового аппарата, на нижней поверхности стопорного L-образного кольцевого сектора выполнен радиальный выступ, который входит в паз окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения, тем самым фиксирует сектор надроторного уплотнения в окружном направлении, достигается улучшение технологичности устройства и повышение ремонтопригодности.

Claims (2)

1. Устройство для фиксации секторов сопловых лопаток в силовом корпусе статора турбины, содержащее силовой кольцевой корпус статора с передним по потоку зацепом и с задним по потоку зацепом, секторы соплового аппарата, снабженного, в том числе, наружной полкой, которая имеет передний по потоку осевой кольцевой выступ и задний по потоку С-образный элемент с верхней и нижней гранями, а также стопорный L-образный кольцевой сектор с упорными верхним и нижним торцами, сектор надроторного уплотнения с окружным элементом П-образного сечения, причем стопорный L–образный кольцевой сектор установлен верхним торцем в задний зацеп силового корпуса, а нижний торец сопрягается с внутренней поверхностью окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения, секторы соплового аппарата в окружном направлении закреплены в силовом корпусе с помощью радиального штифта, отличающееся тем, что задний С-образный элемент сектора соплового аппарата на верхней грани имеет осевые по потоку выступы, которые сопрягаются с внутренней поверхностью окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения для удержания сектора соплового аппарата в радиальном направлении, а L-образный кольцевой сектор расположен с возможностью фиксации от смещения в окружном направлении между вышеупомянутыми выступами сектора соплового аппарата.

2. Устройство для фиксации секторов сопловых лопаток по п. 1, отличающееся тем, что на нижней поверхности стопорного L-образного кольцевого сектора выполнен радиальный выступ, который входит в паз окружного элемента П-образного сечения сектора надроторного уплотнения, тем самым фиксирует сектор надроторного уплотнения в окружном направлении.

Images