Статор компрессора

Полезная модель относится к авиадвигателестроению, и может быть использована в конструкциях компрессоров газотурбинных двигателей (ГТД). Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является компенсация теплового расширения узла. Заявляемый технический результат достигается тем, что в статоре компрессора, содержащем внутреннее кольцо направляющего аппарата, два ряда лопаток, внутренние полки которых образуют кольцевой фланец и лабиринтное кольцо, соединенное с внутренним кольцом направляющего аппарата, в отличие от известного, фланец установлен с зазором в радиальном направлении в кольцевом пазу, выполненном между лабиринтным кольцом и внутренним кольцом направляющего аппарата, при этом во фланце выполнено не менее трех сквозных радиальных пазов, равномерно расположенных по окружности, в которые с зазорами в радиальном направлении установлены фиксирующие элементы.

Полезная модель относится к авиадвигателестроению, и может быть использована в конструкциях компрессоров газотурбинных двигателей (ГТД).

Известна конструкция статора компрессора, содержащего внутреннее кольцо направляющего аппарата, ряд лопаток, внутренние полки которых образуют кольцевой фланец, соединенный с внутренним кольцом направляющего аппарата (Г.С.Скубачевский «Авиационные газотурбинные двигатели» М.: Машиностроение, 1981. - Стр.93 рис.3.35в).

В результате того, что фланец соединен с внутренним кольцом направляющего аппарата посредством резьбового соединения без зазоров в процессе работы двигателя в лопатках возникают тепловые напряжения, которые могут привезти к изменению профиля лопаток.

Наиболее близкой является конструкция статора компрессора, содержащего внутреннее кольцо направляющего аппарата, два ряда лопаток, внутренние полки которых образуют кольцевой фланец, и лабиринтное кольцо, соединенное с внутренним кольцом направляющего аппарата (Авиационные двухконтурные турбореактивные двигатели Д-30КУ и Д-30КП (конструкция, надежность и опыт эксплуатации), Москва, «Машиностроение» 1988. стр.44 рис.4.19 и стр.49 рис 4.27).

Недостатком конструкции является отсутствие возможности во время изменения режимов работы двигателя свободного теплового расширения спрямляющих лопаток направляющего аппарата, результатом чего является возникновение дополнительных напряжений в деталях конструкции, которые могут привести к изменению профиля лопатки, овализации кольца лабиринтного уплотнения и даже к поломке лопаток. Тепловые напряжения в конструкции возникают в результате того, что лопатки закреплены между лабиринтным кольцом и внутренним кольцом направляющего аппарата посредством резьбового соединения без зазоров, а во время запуска, выхода на крейсерский режим и остановки двигателя перо лопатки и корпуса имеют разные температуры.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является компенсация теплового расширения узла за счет свободной установки фланца, образованного нижними полками лопаток в пазу, выполненном между лабиринтным кольцом и внутренним кольцом направляющего аппарата, и свободной установки фиксирующих элементов в сквозных радиальных пазах, выполненных во фланце.

Заявляемый технический результат достигается тем, что в статоре компрессора, содержащем внутреннее кольцо направляющего аппарата, два ряда лопаток, внутренние полки которых образуют кольцевой фланец и лабиринтное кольцо, соединенное с внутренним кольцом направляющего аппарата, в отличие от известного, фланец установлен с зазором в радиальном направлении в кольцевом пазу, выполненном между лабиринтным кольцом и внутренним кольцом направляющего аппарата, при этом во фланце выполнено не менее трех сквозных радиальных пазов, равномерно расположенных по окружности, в которые с зазорами в радиальном направлении установлены фиксирующие элементы.

В качестве фиксирующих элементов могут быть установлены цилиндрические штифты, при этом часть каждого штифта жестко закреплена в лабиринтном кольце.

На прилагаемых чертежах изображена схема заявляемого статора компрессора:

фиг.1 - статор компрессора, поперечный разрез;

фиг.2 - схема расположения пазов и фиксаторов.

Статор компрессора (фиг.1) содержит внутреннее кольцо направляющего аппарата 1 и два ряда лопаток 2 и 3, внутренние полки которых образуют кольцевой фланец 4. Лабиринтное кольцо 5 соединено с внутренним кольцом направляющего аппарата 1 посредством резьбового соединения.

Во фланце 4 выполнено не менее трех сквозных радиальных пазов 6, равномерно расположенных по окружности, при этом высота паза превышает его ширину. Пазы могут быть выполнены, например, фасонными (фиг.2).

Между лабиринтным кольцом 5 и внутренним кольцом направляющего аппарата 1 выполнен кольцевой паз 7, в который с зазором в радиальном направлении установлен фланец 4.

В пазы 6 фланца 4, с зазорами в радиальном направлении установлены фиксирующие элементы 8, при этом диаметр фиксирующего элемента соответствует ширине паза 6 (фиг.2).

Для фиксации от осевого перемещения заплечики внутренних полок лопаток упираются в выступы на лабиринтном кольце и внутреннем кольце направляющего аппарата, фланец установлен в кольцевом пазу, между лабиринтным кольцом и внутренним кольцом направляющего аппарата.

Для обеспечения фиксации лабиринтного кольца от проворота в качестве фиксирующих элементов могут быть установлены цилиндрические штифты, при этом, часть каждого штифта жестко закреплена в лабиринтном кольце.

Два ряда лопаток 2 и 3 по очереди вставляют в наружное кольцо направляющего аппарата, где фиксируют в пазу «ласточкин хвост», при этом внутренние полки двух рядов спрямляющих лопаток образуют кольцевой фланец 4. Для того, чтобы в корпусе статора компрессора не возникало добавочных напряжений и не произошло коробление лопаток 2 и 3 фланец 4 устанавливают с минимально необходимым зазором в радиальном направлении в кольцевой паз 7, а в пазы 6, выполненные во фланце 4, с зазорами в радиальном направлении устанавливают фиксирующие элементы 8.

При работе двигателя свободная установка в радиальном направлении фланца 4 в кольцевом пазу 7 и свободная установка фиксирующих элементов 8 в пазах 6, выполненных во фланце, обеспечивают возможность свободных тепловых перемещений лопаток направляющего аппарата при работе двигателя.

Использование такой конструкции позволяет исключить влияние теплового расширения лопаток направляющего аппарата и лабиринтного кольца друг на друга.

1. Статор компрессора, содержащий внутреннее кольцо направляющего аппарата, два ряда лопаток, внутренние полки которых образуют кольцевой фланец, и лабиринтное кольцо, соединенное с внутренним кольцом направляющего аппарата, отличающийся тем, что фланец установлен с зазором в радиальном направлении в кольцевом пазу, выполненном между лабиринтным кольцом и внутренним кольцом направляющего аппарата, при этом во фланце выполнено не менее трех сквозных радиальных пазов, равномерно расположенных по окружности, в которые с зазорами в радиальном направлении установлены фиксирующие элементы.

2. Статор компрессора по п.1, отличающийся тем, что в качестве фиксирующих элементов установлены цилиндрические штифты, при этом часть каждого штифта жестко закреплена в лабиринтном кольце.