RU87213U1 - Система регулирования радиального зазора в проточной части турбомашины - Google Patents
Система регулирования радиального зазора в проточной части турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU87213U1 RU87213U1 RU2009116824/22U RU2009116824U RU87213U1 RU 87213 U1 RU87213 U1 RU 87213U1 RU 2009116824/22 U RU2009116824/22 U RU 2009116824/22U RU 2009116824 U RU2009116824 U RU 2009116824U RU 87213 U1 RU87213 U1 RU 87213U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- movable element
- turbomachine
- cavity
- conical movable
- housing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области регулирования энергетических установок и может быть использована для регулирования радиальных зазоров в проточных частях турбомашины. Предложенная система регулирования радиального зазора в проточной части турбомашины, содержит коническое подвижный элемент, размещенный в корпусе статора, и образующее с корпусом полость наддува, причем полость наддува образована установленным в корпусе статора сильфоном, герметично соединенным с корпусом и коническим подвижным элементом, при этом в полости конического подвижного элемента выполнены отверстия, сообщающиеся с проточной частью турбомашины, а отверстия в коническом подвижном элементе выполнены равномерно в пределах от 30-60 градусов по всему торцу проточной частитурбомашины. Технический результат, создаваемый полезной моделью, состоит в обеспечении надежности и упрощении конструкции, точности регулирования РЗ с обратной связью на любом режиме.
Description
Полезная модель относится к области регулирования энергетических установок и может быть использована для регулирования радиальных зазоров в проточных частях турбомашины.
Под радиальным зазором (РЗ) понимается зазор между ротором и статором турбомашины. РЗ в газотурбинном двигателе (ГТД) является необходимым элементом, его величина влияет на удельные параметры ГТД. Регулирование РЗ в необходимых пределах является значительным резервом повышения коэффициента полезного действия турбины, уменьшения удельного расхода топлива. Кроме того, в высокоперепадных турбинах уменьшение перетекания газа в РЗ над рабочими лопатками способствует охлаждению верхних сечений лопатки.
В обзоре «Эффективность регулирования радиальных зазоров в ГТД», (ЦИАМ, 1983 г., №161) рассмотрены различные устройства регулирования РЗ в ГТД (пневматические, механические, тепловые). Показано, что наиболее рациональным является тепловое регулирование, при котором РЗ обеспечивается соответствующим тепловым состоянием силовой части корпуса на рассматриваемых режимах, т.е. его термическим расширением. Устройства регулирования РЗ такого типа очень сложны по конструкции.
Наибольшую точность обеспечения минимально допустимого РЗ на каждом режиме работы двигателя дают системы регулирования с обратной связью. Примером теплового регулирования РЗ с обратной связью может служить устройство по авторскому свидетельству 1476992 от 24.08.1987 г., в котором расход охлаждающего воздуха регулируется сервоприводом, сигнал на который поступает от датчика, выполненного в виде струйного элемента.
Известны также устройства регулирования РЗ с обратной связью, у которых каждая надроторная вставка связана с силовым элементом, установленным на корпусе турбины и обеспечивающим необходимое радиальное положение вставки в зависимости от показания датчика, измеряющего зазор.(а.с. 1334817 от 27.08.2005 г.).
В качестве прототипа рассматривается устройство регулирования РЗ (а.с. 1064693 от 14.05.82 г.) в котором в результате наддува и последующей деформации корпуса, выполненного в виде мембранной полости, расход воздуха регулируется струйным датчиком. Недостатком такого устройства является относительная громоздкость и низкая чувствительность.
Технический результат, создаваемый полезной моделью, состоит в обеспечении надежности и упрощении конструкции, точности регулирования РЗ с обратной связью на любом режиме.
Указанный результат достигается тем, что в системе регулирования радиального зазора в проточной части турбомашины, содержащей коническое подвижное кольцо, размещенное в корпусе над гребнями лабиринтного уплотнения, и образующее с корпусом полость наддува, причем полость наддува образована установленным сильфоном, герметично соединенным с корпусом и коническим подвижным кольцом, при этом в полости подвижного кольца выполнены отверстия, сообщающиеся с проточной частью, а отверстия в подвижном кольце выполнены равномерно в пределах от 30-60 градусов по всему торцу.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом.
На фигуре 1 приведен фрагмент конструкции узла турбины, с нерегулируемыми радиальными зазорами: D - между концом пера рабочей лопатки ротора и корпусом турбины и d1. d2 - между гребешками (на роторе) и полкой лабиринтного уплотнения (на статоре)
На фигуре 2 схематично показана конструкция предлагаемого устройства, где P1 - давление перед РЗ, Р2 - давление за РЗ, δлу и δрл - соответствующие зазоры в лабиринтном уплотнении и конца пера роторной рабочей лопатки.
На фигуре 3 схематично показано перемещение (Δх) подвижного элемента системы регулирования РЗ и связанное с этим изменение зазора (δ) для конца пера рабочей лопатки.
На фигуре 4 схематично показан случай нарушения равновесного состояния - например, диск с лопатками охладился и его радиальные размеры уменьшились на величину ΔR, при этом РЗ увеличился до величины δw..
На фигуре 5 приведена схема восстановления радиального зазора - под действием возросшего давления в сильфонной полости конический подвижный элемент 1 движется вправо в направлении ротора 5 (на величину ΔХ) и РЗ восстанавливается до величины δ+Δδ. Также восстанавливается зазор и между концами перед рабочей лопаткой и надроторной вставки.
На фиг.6 приведен чертеж в изометрии узла соединения конического подвижного элемента 2 или 1 с сильфоном 3 в лабиринтном уплотнении, а также между концом пера рабочей лопатки.
Система регулирования, см. фиг.2, состоит из подвижного элемента 1 с конической внутренней поверхностью со стороны лабиринтного уплотнения или 2 со стороны конца пера рабочей лопатки, снабженной отверстием 4 для забора и прохода воздуха за РЗ. Отверстия 4 выполнены равномерно по всему торцу через 30-60°. Со сдвигом от торца со стороны полости выполнен наружный буртик с которым герметично соединен сильфон 3, который открытой частью герметично соединен со статором.
Система работает следующим образом. Положение конического подвижного элемента зависит от:
- давления газа в промежутке между коническим подвижным элементом и концом пера рабочей лопатки;
- давления газа в сильфонной полости;
- деформации сильфона.
Соответствующий подбор вышеуказанных факторов обеспечивает равновесие сил, действующих на конический подвижный элемент 2 и заданную величину РЗ. При отклонении РЗ от заданной величины изменяется давление за радиальным зазором и посредством каналов 4 (см. фиг.2), прошедший воздух изменяет давление в сильфонной полости. Под действием изменившегося давления в сильфонной полости конический подвижный элемент 2 системы переместится вправо - при увеличении зазора (и соответственно давления в сильфонной полости), или влево - при уменьшении зазора (и соответственно давления в сильфонной полости), т.е. в сторону, направленную на восстановление изменившегося РЗ.
При этом обратная связь выражается в том, что при изменении (увеличения или уменьшения) радиального зазора давление за коническим подвижным элементом и в сильфонной полости также изменяется, вызывая перемещение конического подвижного элемента в сторону восстановления заданной величины радиального зазора.
При запуске холодной турбомашины конические подвижные элементы 2 и 1 занимают крайнее левое положение, которое обеспечивается жесткостью сильфона и радиальный зазор при этом максимальный. С увеличением частоты вращения давление в сильфонной полости растет и конические подвижные элементы движутся вправо, преодолевая жесткость сильфона. Радиальный зазор уменьшается до определенной величины, так как при дальнейшем уменьшении РЗ давление в сильфонной полости также уменьшается и конические подвижные элементы занимают положение определяемое равновесием действующих на них сил. В дальнейшем при различных возмущающих факторах (например, изменении температурного состояния ротора или статора), влияющих на величину РЗ, последний поддерживается в определенных пределах за счет наличия обратной связи.
Преимуществом заявляемого устройства является простота конструкции и небольшие габариты, что позволяет его использовать в том числе для регулирования РЗ в лабиринтных уплотнениях. Кроме того устройство экономично, так как не требует дополнительного расхода рабочего газа или воздуха.
Claims (2)
1. Система регулирования радиального зазора в проточной части турбомашины, содержащая конический подвижный элемент, размещенный в корпусе статора, и образующую с корпусом полость наддува, отличающаяся тем, что полость наддува образована установленным сильфоном в корпусе статора, герметично соединенным с корпусом статора и коническим подвижным элементом, при этом в полости конического подвижного элемента выполнены отверстия, сообщающиеся с проточной частью турбомашины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116824/22U RU87213U1 (ru) | 2009-05-05 | 2009-05-05 | Система регулирования радиального зазора в проточной части турбомашины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116824/22U RU87213U1 (ru) | 2009-05-05 | 2009-05-05 | Система регулирования радиального зазора в проточной части турбомашины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU87213U1 true RU87213U1 (ru) | 2009-09-27 |
Family
ID=41169908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009116824/22U RU87213U1 (ru) | 2009-05-05 | 2009-05-05 | Система регулирования радиального зазора в проточной части турбомашины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU87213U1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495256C1 (ru) * | 2012-04-12 | 2013-10-10 | Николай Борисович Болотин | Турбина газотурбинного двигателя |
RU2499891C1 (ru) * | 2012-04-12 | 2013-11-27 | Николай Борисович Болотин | Турбина газотурбинного двигателя |
RU2506436C2 (ru) * | 2012-02-06 | 2014-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Устройство оптимизации радиальных зазоров многоступенчатого осевого компрессора авиационного газотурбинного двигателя |
US9169741B2 (en) | 2011-05-24 | 2015-10-27 | Alstom Technology Ltd | Turbomachine clearance control configuration using a shape memory alloy or a bimetal |
RU192393U1 (ru) * | 2019-06-20 | 2019-09-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Устройство для регулирования радиального зазора |
-
2009
- 2009-05-05 RU RU2009116824/22U patent/RU87213U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9169741B2 (en) | 2011-05-24 | 2015-10-27 | Alstom Technology Ltd | Turbomachine clearance control configuration using a shape memory alloy or a bimetal |
RU2506436C2 (ru) * | 2012-02-06 | 2014-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Устройство оптимизации радиальных зазоров многоступенчатого осевого компрессора авиационного газотурбинного двигателя |
RU2495256C1 (ru) * | 2012-04-12 | 2013-10-10 | Николай Борисович Болотин | Турбина газотурбинного двигателя |
RU2499891C1 (ru) * | 2012-04-12 | 2013-11-27 | Николай Борисович Болотин | Турбина газотурбинного двигателя |
RU192393U1 (ru) * | 2019-06-20 | 2019-09-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Устройство для регулирования радиального зазора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8240986B1 (en) | Turbine inter-stage seal control | |
JP4750791B2 (ja) | 内燃機関用の排気ガスターボチャージャ | |
RU87213U1 (ru) | Система регулирования радиального зазора в проточной части турбомашины | |
JP6220191B2 (ja) | ターボ機械用のシール設計構造及びアクティブクリアランス制御方法 | |
RU2710458C2 (ru) | Внешний корпус компрессора осевой турбомашины с уплотнением | |
US10605109B2 (en) | Movable air seal for gas turbine engine | |
US8152450B1 (en) | Floating air seal for a turbine | |
CA2087690A1 (en) | Tip clearance control apparatus for a turbo-machine blade | |
US8534996B1 (en) | Vane segment tip clearance control | |
JPH0220804B2 (ru) | ||
JP2006233970A (ja) | 熱遮蔽体を備えたターボ機械の内部ケーシング | |
GB2050524A (en) | Turbine stator shroud assembly | |
US11105201B2 (en) | Steam turbine | |
JP2014173596A (ja) | ガスタービン用途でパージ用空気の流れおよび冷却空気の調整可能な流れを提供するためのシステムおよび方法 | |
US6779967B2 (en) | Device for air mass flow control | |
US9488065B2 (en) | Variable geometry turbine | |
CN110939517B (zh) | 包壳主动间隙控制结构 | |
US11434779B2 (en) | Vane and shroud arrangements for a turbo-machine | |
US10513940B2 (en) | Turbomachine with an outer sealing and use of the turbomachine | |
JP2018150860A (ja) | 軸流タービン | |
CN104454039B (zh) | 用于旋转机器的间隙控制***以及控制间隙的方法 | |
CN114719809A (zh) | 使用压力测量进行实时间隙评估的方法和装置 | |
US20230417148A1 (en) | Seal assemblies for turbine engines and related methods | |
EP3396114A1 (en) | Turbomachinery and corresponding method of operating | |
GB2523855A (en) | Turbomachine arrangement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110506 |