Компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины

Полезная модель относится к области турбомашиностроения, а именно, к конструкции компенсаторов относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашин. Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленной полезной модели, является расширение диапазона компенсации сдвиговых перемещений корпусов относительно друг друга без увеличения габаритов и массы с увеличением ресурса компенсатора. Указанный технический результат достигается тем, что компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины, содержит два кольцевых элемента, соединенных между собой телескопически и образующих сквозный герметичный канал между внутренним и наружным корпусами, при этом на каждом из кольцевых элементов установлено по два обжимных кольцевых элемента, контактирующих друг с другом по торцевым поверхностям и жестко закрепленных на внутреннем и наружном корпусах соответственно, причем контактирующие поверхности кольцевых элементов и обжимных кольцевых элементов выполнены сферическими с возможностью их проворота относительно друг друга.

Полезная модель относится к области турбомашиностроения, а именно, к конструкции компенсаторов относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашин.

В качестве наиболее близкого аналога выбран сильфонный компенсатор, который может быть использован в качестве компенсатора относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины, содержащий полый корпус, проходящий сквозь внутренний и внешний корпуса (Основы конструирования, производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий: в 3 кн. / Н.Н.Сиротин, А.С.Новиков, А.Г. Пайкин, А.Н. Сиротин. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Наука, 2011. Кн. 1: Конструкция и прочность ГТД и ЭУ. - 2011. - 1087 с, см. стр. 837, рис. 19.5).

Известный компенсатор вследствие его конструктивных особенностей в большей степени предназначен для компенсирования относительного смещения корпусов, вызывающее его растяжение, сжатие, изгиб и в меньшей степени предназначен для компенсирования сдвиговых перемещений (перпендикулярно оси компенсатора). Для расширения диапазона относительных сдвиговых перемещений корпусов и увеличения ресурса известного компенсатора необходимо увеличивать его габариты и массу. Следует отметить, что подобные перемещения являются основными при компенсации относительных смещений внутреннего и внешнего корпусов турбомашины. Увеличение габаритов нежелательно в случае установки компенсатора в потоке (воздуха, продуктов сгорания и др.), вследствие чего создается дополнительное сопротивление потоку между корпусами.

Задачей заявленной полезной модели является создание компенсатора относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины, в котором устранены описанные выше недостатки.

Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленной полезной модели, является расширение диапазона компенсации сдвиговых перемещений корпусов относительно друг друга без увеличения габаритов и массы с увеличением ресурса компенсатора.

Указанный технический результат достигается тем, что компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины, содержит два кольцевых элемента, соединенных между собой телескопически и образующих сквозной герметичный канал между внутренним и наружным корпусами, при этом на каждом из кольцевых элементов установлено по два обжимных кольцевых элемента, контактирующих друг с другом по торцевым поверхностям и жестко закрепленных на внутреннем и наружном корпусах соответственно, причем контактирующие поверхности кольцевых элементов и обжимных кольцевых элементов выполнены сферическими с возможностью их проворота относительно друг друга.

Такое конструктивное исполнение позволяет компенсировать любое относительное перемещение внутреннего и наружного корпусов, в том числе и основное сдвиговое, за счет возможности каждого из кольцевых элементов смещаться вдоль оси компенсатора и проворачиваться относительно обжимных кольцевых элементов. При этом в заявленном изобретении минимум не увеличиваются габариты и масса.

На фигуре чертежа представлен продольный разрез заявленного компенсатора относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины.

Компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины содержит два кольцевых элемента (1, 2), соединенных между собой телескопически и образующих сквозной герметичный канал (3) между внутренним и наружным корпусами (4, 5), при этом на каждом из кольцевых элементов (1, 2) установлено по два обжимных кольцевых элемента (6, 7 и 8, 9), контактирующих друг с другом по торцевым поверхностям и жестко закрепленных на внутреннем и наружном корпусах (4, 5) соответственно, причем контактирующие поверхности кольцевых элементов (1, 2) и обжимных кольцевых элементов (6, 7, 8, 9) выполнены сферическими с возможностью их проворота относительно друг друга.

При работе турбомашины в результате действия эксплуатационных нагрузок и неравномерного нагрева происходит относительное смещение корпусов, в частности, внутреннего корпуса 4 смещается относительно наружного корпуса 5. Подобное поведение внутреннего и наружного корпусов (4, 5) турбомашины в процессе работы требует компенсации относительных перемещений для сохранения работоспособности коммуникаций, подводимых во внутренний корпус 4, или без потерь отбирать воздух из внутреннего корпуса 4. Наиболее значимым является осевое относительное смещение корпусов (4, 5), в результате которого внутренний корпус 4 с жестко закрепленными на нем обжимными кольцевыми элементами (6, 7), соединенных с кольцевым элементом 1, смещается относительно наружного корпуса 5, на котором жестко закреплены обжимные кольцевые элементы (8, 9), соединенные с кольцевым элементом 2. Данное перемещение, а также любое другое относительное перемещение внутреннего и наружного корпусов (4, 5) компенсируется возможностью каждого из кольцевых элементов (1, 2), связанных между собой телескопически, смещаться вдоль своей оси и проворачиваться относительно обжимных кольцевых элементов (6, 7).

Сборка заявленного изобретения осуществляется в следующей последовательности. На кольцевой элемент 1 заводятся обжимные кольцевые элементы (6, 7). На кольцевой элемент 2 заводятся обжимные кольцевые элементы (8, 9). Собранные конструкции телескопически соединяются. На внутренний корпус 4 болтовым соединением жестко крепится собранная конструкция за обжимные кольцевые элементы (6, 7). После чего раздвигается телескопическое соединение и обжимные кольцевые элементы (8, 9) жестко фиксируется болтовым соединением к наружному корпусу 5.

Компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины, характеризующийся тем, что содержит два кольцевых элемента, соединенных между собой телескопически и образующих сквозной герметичный канал между внутренним и наружным корпусами, при этом на каждом из кольцевых элементов установлено по два обжимных кольцевых элемента, контактирующих друг с другом по торцевым поверхностям и жестко закрепленных на внутреннем и наружном корпусах соответственно, причем контактирующие поверхности кольцевых элементов и обжимных кольцевых элементов выполнены сферическими с возможностью их проворота относительно друг друга.

РИСУНКИ