Направляющий аппарат газовой турбины

Направляющий аппарат газовой турбины с горизонтальным разъемом содержит обойму из двух половин и установленные в обойме блоки направляющих лопаток. В обойме выполнена кольцевая проточка с образованием кольцевого выступа, в которую установлено стопорное кольцо. Стопорное кольцо фиксирует блоки направляющих лопаток от осевого перемещения. От проворота блоки направляющих лопаток удерживаются шпонками, установленными в осевом направлении. Предлагаемое устройство обеспечивает снижение трудоемкости сборки-разборки направляющего аппарата и повышение надежности крепления блоков направляющих лопаток и обоймы.

2 ил.

Предлагаемая полезная модель относится к области энергомашиностроения, а именно, турбостроения, конкретно к направляющему аппарату газовой турбины.

Известен направляющий аппарат газовой турбины, в котором направляющие лопатки, объединенные в блоки, зафиксированы в корпусе элементами фиксации (штифтами). Штифты удерживают блоки лопаток от проворота в радиальном направлении (патент РФ 2342541, F01D 25/24, F01D 9/04, опубл. 27.12.2008 г.).

Недостатками данной конструкции является сложность сборки, необходимость сверления совместного отверстия в корпусе и блоке лопаток, при этом сверление никелевых сплавов, из которых изготовлены блоки лопаток, очень трудоемко; сложность разборки, связанная с демонтажем фиксирующего штифта, который необходимо высверливать и заменять на последующий типоразмер, что приводит к удорожанию конструкции; а также ненадежность конструкции из-за того, что осевые и радиальные нагрузки воспринимаются только штифтом.

Известен направляющий аппарат, в котором направляющие лопатки зафиксированы в корпусе в тангенциальном направлении элементами фиксации в виде болтовых соединений (патент РФ 2272151, F01D 9/02, опубл. 20.03.2006 г.).

Недостатком данной конструкции является сложность сборки-разборки из-за того, что каждую лопатку необходимо заводить с горизонтального разъема.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является конструкция, описанная в изобретении «Направляющий аппарат газовой турбины» (патент РФ 2375590, F01D 25/24, F01D 9/04, опубл. 27.06.2009 г.). В указанном изобретении направляющий аппарат газовой турбины с горизонтальным разъемом содержит обойму из двух половин и блоки направляющих лопаток, объединенные в секторы диафрагмы. Каждый сектор диафрагмы состоит из внешнего полукольца, имеющего проточки, и установленных в эти проточки посредством фланцев блоков направляющих лопаток, которые зафиксированы в осевом направлении относительного внешнего полукольца фиксирующим полукольцом. Внешнее полукольцо и фиксирующее полукольцо соединены с помощью винтового соединения. Блоки направляющих лопаток от проворота под воздействием газовых сил удерживаются шпонками, установленными в тангенциальном направлении. Недостатком данной конструкции является большое количество промежуточных элементов (полукольца, крепежные детали) между блоком направляющих лопаток и обоймой, что приводит к увеличению времени монтажа-демонтажа и большей вероятности поломки отдельного элемента конструкции. Внешнее полукольцо имеет достаточно сложную систему охлаждения и трудоемко в процессе производства.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, состоит в снижении трудоемкости сборки-разборки направляющего аппарата; повышении надежности крепления блоков направляющих лопаток и обоймы.

Указанный технический результат достигается тем, что направляющий аппарат газовой турбины с горизонтальным разъемом содержит обойму, состоящую из двух половин и блоки направляющих лопаток. Блоки направляющих лопаток устанавливаются посредством фланцев в проточки верхней и нижней половин обоймы и фиксируются шпонками. В обойме выполнена кольцевая проточка с образованием кольцевого выступа, в которую установлено стопорное кольцо, фиксирующее блоки направляющих лопаток. При этом шпонки установлены в осевом направлении.

Кольцевой выступ не дает перемещаться стопорному кольцу в осевом направлении, что позволяет отказаться от использования крепежных деталей. Отсутствие крепежных деталей и использование одного стопорного кольца уменьшает количество промежуточных элементов между блоками направляющих лопаток и обоймой, тем самым снижает трудоемкость сборки-разборки направляющего аппарата; повышает надежность крепления блоков направляющих лопаток и обоймы.

Установка шпонок в осевом, а не в тангенциальном направлении облегчает сборку-разборку направляющего аппарата и, тем самым, снижает трудоемкость.

Новым в заявляемой конструкции является то, что в обойме выполнена кольцевая проточка с образованием кольцевого выступа, в которую установлено стопорное кольцо, фиксирующее блоки направляющих лопаток от осевого перемещения. При этом шпонки установлены в осевом направлении.

На фиг.1 представлен общий вид направляющего аппарата газовой турбины, на фиг.2 представлен вид А.

Направляющий аппарат газовой турбины имеет горизонтальный разъем и состоит из верхней и нижней половин обоймы 1 и блоков направляющих лопаток 2. Блоки направляющих лопаток 2 устанавливаются посредством переднего по потоку газа фланца 3 и заднего по потоку газа фланца 4 в проточки 5 верхней и нижней половин обоймы 1 соответственно. В обойме 1 выполнена кольцевая проточка 6 с образованием кольцевого выступа 7. В кольцевую проточку 6 установлено стопорное кольцо 8, фиксирующее блоки направляющих лопаток 2 от осевого перемещения. Установочная поверхность кольцевой проточки 6 выполнена заподлицо с вертикальной плоской поверхностью заднего по потоку газа фланца 4. Диаметр кольцевого выступа 7 меньше диаметра кольцевой проточки 6, а высота кольцевого выступа 7 больше глубины кольцевой проточки 6. Стопорное кольцо 8 представляет собой два полукольца для каждой из двух половин обоймы 1. Кольцевой выступ 7 удерживает стопорное кольцо 8 в вертикальном положении. От проворота блоки направляющих лопаток 2 удерживаются шпонками 9, установленными в осевом направлении в паз 10 обоймы 1 и в паз 11 заднего по потоку газа фланца 4. На каждый блок направляющих лопаток 2 устанавливается не менее одной шпонки 9.

Сборка направляющего аппарата происходит следующим образом: в обойму 1 в проточки 5 заводится в осевом направлении передним по потоку газа фланцем 3 и задним по потоку газа фланцем 4 блок направляющих лопаток 2, затем шпонка 9 устанавливается в паз 10 обоймы 1 и в паз 11 заднего по потоку газа фланца 4. Набор блоков направляющих лопаток 2 осуществляется по половине обоймы 1. Затем с разъема в радиальном направлении устанавливается стопорное кольцо 8. Те же операции выполняются и для второй половины обоймы 1.

Направляющий аппарат газовой турбины с горизонтальным разъемом, содержащий обойму из двух половин и блоки направляющих лопаток, установленные посредством фланцев в проточки верхней и нижней половин обоймы и зафиксированные шпонками, отличающийся тем, что в обойме выполнена кольцевая проточка с образованием кольцевого выступа, в которую установлено стопорное кольцо, фиксирующее блоки направляющих лопаток, при этом шпонки установлены в осевом направлении.