RU2525376C1

RU2525376C1 - Gas turbine axial compressor wheel

Info

Publication number: RU2525376C1
Application number: RU2013113854/06A
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Заваруев; Андрей Валерьевич Узбеков; Валерия Андреевна Узбекова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО"
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-08-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: gas turbine engine axial compressor wheel comprises the disc with cylindrical U-like outer surface with vanes secured thereto by lengthwise lock joints and with lengthwise L-like inserts with locking feet. Lengthwise inserts are locked in axial direction at the disc outer surface between the vanes with the help of crosswise dovetail joints. End faces at ends of each lengthwise L-like inserts contact with the disc outer surface.

EFFECT: simplified design, higher reliability.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей (далее ГТД), энергетических установках паро- и гидротурбинах.The invention relates to the field of turbine construction and can be used in the construction of multi-stage axial compressors and turbines of gas turbine engines (GTE), power plants, steam and hydraulic turbines.

Известно рабочее колесо осевого компрессора ГТД, содержащее диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, вставки, зафиксированные в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками и образующие внутренний профиль проточной части компрессора (US 2008/0226458 A1).The impeller of a gas turbine axial compressor is known, which contains a disk, the outer surface of which is cylindrical, with blades fixed to it by means of longitudinal locking joints, inserts fixed axially on the outer surface of the disk between the blades and forming the internal profile of the compressor flow path (US 2008/0226458 A1).

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, повышенная металлоемкость и низкая технологичность изготовления и сборки, т.к. каждая продольная вставка фиксируется в осевом направлении посредством двух болтовых соединений и соответствующих фланцев, выполненных на диске и вставках, следует также отметить, что данное крепление вставок к диску требует наличия дополнительных контровочных элементов, вследствие чего увеличивается количество деталей и снижается надежность узла.The disadvantages of the known device are the design complexity, increased metal consumption and low manufacturability and assembly, because each longitudinal insert is fixed in the axial direction by means of two bolted joints and corresponding flanges made on the disk and inserts; it should also be noted that this attachment of the inserts to the disk requires additional locking elements, as a result of which the number of parts increases and the reliability of the assembly decreases.

В качестве наиболее близкого аналога к заявленному изобретению выбрано рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя, содержащее диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, продольные вставки с замковыми ножками, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», образующие внутренний профиль проточной части компрессора (US 3393862 A).As the closest analogue to the claimed invention, the impeller of an axial compressor of a gas turbine engine is selected, comprising a disk, the outer surface of which is cylindrical, with blades fixed to it by means of longitudinal locking joints, longitudinal inserts with locking legs fixed axially on the outer surface of the disk between blades by means of transverse locks of the “dovetail” type, forming the internal profile of the compressor duct (US 3393862 A).

Недостатками известного устройства является сложность конструкции, низкая технологичность сборки, т.к. каждая продольная вставка кроме фиксации на наружной поверхности диска дополнительно фиксируется к коку, а также ограниченная область применения, т.к. для осевой и радиальной фиксации вставок применяется дополнительный крепежный элемент на коке, закрепленном на диске. В связи с этим известное решение возможно применить только на консольно расположенных рабочих колесах первой ступени компрессора или последней ступени турбины.The disadvantages of the known device is the design complexity, low manufacturability, because Each longitudinal insert, in addition to fixing on the outer surface of the disk, is additionally fixed to the cook, as well as a limited scope, because For axial and radial fixation of the inserts, an additional fastener is used on the coke mounted on the disk. In this regard, the known solution can only be applied on cantilever-mounted impellers of the first compressor stage or the last turbine stage.

Технической задачей заявленного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков в известном узле.The technical task of the claimed invention is to eliminate the above disadvantages in the known site.

Техническим результатом, достигаемым заявленным изобретением, является упрощение конструкции, сборки, повышение надежности узла в целом, а также расширение области применения.The technical result achieved by the claimed invention is to simplify the design, assembly, increase the reliability of the node as a whole, as well as expand the scope.

Вышеперечисленные технические эффекты достигаются тем, что в рабочем колесе осевого компрессора ГТД, содержащем диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, продольные вставки с замковыми ножками, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», согласно настоящему изобретению каждая из продольных вставок выполнена Г-образной формы, причем торцы на концах каждой из продольных Г-образных вставок контактируют с наружной поверхностью диска.The above technical effects are achieved by the fact that in the impeller of an axial compressor of a gas turbine engine containing a disk, the outer surface of which is cylindrical, with blades fixed to it by means of longitudinal locking joints, longitudinal inserts with locking legs fixed axially on the outer surface of the disk between the blades by dovetail transverse locking joints according to the present invention, each of the longitudinal inserts is L-shaped, with it ends at the ends of each of the longitudinal T-shaped inserts in contact with the outer surface of the disc.

Такое конструктивное выполнение вставок позволяет отказаться от дополнительных элементов крепления, что упрощает конструкцию, облегчает сборку, повышает надежность узла в целом, а также расширяет область применения изобретения за счет возможности реализации в рабочем колесе любой ступени осевого компрессора или турбины независимо от конструкции опор роторов.Such a constructive implementation of the inserts eliminates the need for additional fastening elements, which simplifies the design, facilitates assembly, increases the reliability of the assembly as a whole, and also expands the scope of the invention due to the possibility of realizing any stage of an axial compressor or turbine in the impeller, regardless of the design of the rotor supports.

На фиг.1 изображен продольный разрез фрагмента рабочего колеса осевого компрессора газотурбинного двигателя.Figure 1 shows a longitudinal section of a fragment of the impeller of the axial compressor of a gas turbine engine.

На фиг.2 изображена продольная Г-образная вставка в изометрии.Figure 2 shows a longitudinal L-shaped insert in isometry.

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя содержит диск 1, наружная поверхность 2 которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками 3 посредством продольных замковых соединений, продольные вставки 4 с замковыми ножками 5, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности 2 диска 1 между лопатками 3 посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», образующие внутренний профиль проточной части компрессора, при этом каждая из продольных вставок 4 выполнена Г-образной формы, причем торцы 6, 7 на концах каждой из продольных Г-образных вставок 4 контактируют с наружной поверхностью 2 диска 1. Каждая из замковых ножек 5 под соответствующий поперечный замковый паз 8 на наружной поверхности 2 диска 1 выполнена на внутренней поверхности наиболее длинного участка каждой из продольных Г-образных вставок.The impeller of the axial compressor of a gas turbine engine contains a disk 1, the outer surface 2 of which is cylindrical, with blades 3 fixed to it by means of longitudinal locking joints, longitudinal inserts 4 with locking legs 5, axially fixed on the outer surface 2 of the disk 1 between the blades 3 by dovetail transverse locking joints, forming an internal profile of the compressor flow path, each of the longitudinal inserts 4 being L-shaped, The ends 6, 7 at the ends of each of the longitudinal L-shaped inserts 4 are in contact with the outer surface 2 of the disk 1. Each of the locking legs 5 under the corresponding transverse locking groove 8 on the outer surface 2 of the disk 1 is made on the inner surface of the longest section of each of the longitudinal L-shaped inserts.

Наружные поверхности упомянутых продольных Г-образных вставок 4 образуют внутренний профиль проточной части компрессора.The outer surfaces of the said longitudinal L-shaped inserts 4 form the internal profile of the compressor flow path.

Сборка рабочего колеса осевого компрессора ГТД осуществляется путем последовательной установки продольных Г-образных вставок 4 с замковыми ножками 5 в поперечные замковые пазы 8, расположенные на наружной поверхности 2 диска 1, и смежных с ними лопаток 3 в продольные замки.The assembly of the impeller of the axial compressor of the gas turbine engine is carried out by sequentially installing the longitudinal L-shaped inserts 4 with locking legs 5 in the transverse locking grooves 8 located on the outer surface 2 of the disk 1, and adjacent vanes 3 in the longitudinal locks.

При работе компрессора ГТД продольные Г-образные вставки 4 удерживаются от перемещения поперечным замковым соединением, образованным замковой ножкой 5 и выступами поперечного замкового паза 8, а также соседними лопатками 3. Лопатки 3 в свою очередь удерживаются от перемещения продольным замковым соединением.During the operation of the GTE compressor, the longitudinal L-shaped inserts 4 are prevented from moving by the transverse locking joint formed by the locking leg 5 and the protrusions of the transverse locking groove 8, as well as by the adjacent vanes 3. The vanes 3, in turn, are prevented from moving by the longitudinal locking joint.

В связи с вышеизложенным, специалисту на основании уровня техники должно быть очевидно, что при реализации заявленной конструкции объективно достигаются вышеприведенные технические эффекты.In connection with the foregoing, it should be obvious to a specialist on the basis of the prior art that, when implementing the claimed design, the above technical effects are objectively achieved.

Claims

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя, содержащее диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, продольные вставки с замковыми ножками, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», отличающееся тем, что каждая из продольных вставок выполнена Г-образной формы, причем торцы на концах каждой из продольных Г-образных вставок контактируют с наружной поверхностью диска. An impeller of an axial compressor of a gas turbine engine, comprising a disk, the outer surface of which is cylindrical, with blades fixed to it by means of longitudinal lock joints, longitudinal inserts with lock legs fixed axially on the outer surface of the disk between the blades by dovetail cross lock connections ", Characterized in that each of the longitudinal inserts is made L-shaped, and the ends at the ends of each of the longitudinal L-shaped the inserts are in contact with the outer surface of the disk.