CS261192B1

CS261192B1 - Rotor for axial turbocompressor

Info

Publication number: CS261192B1
Application number: CS872995A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Vitkovec; Zbynek Janc; Jiri Fajman; Dusan Misarek; Jiri Penkava
Original assignee: Zdenek Vitkovec; Zbynek Janc; Jiri Fajman; Dusan Misarek; Jiri Penkava
Priority date: 1987-04-27
Filing date: 1987-04-27
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS299587A1

Abstract

Řešení se týká rotoru axiálního turbokompresoru, který je vybaven jedním, nebo více kuželovými nosnými disky, ve kterých jsou v příčných úchytných drážkách uloženy svými patkami lichoběžníkového průřezu Rotorové lopatky. Řeší se problém odstranění působení nežádoucích silových složek na patky lopatek vznikajících v axiálním směru. Podstata řešení spočívá v tom, že přímková spojnice těžišE jednotlivých profilů lopatkového listu je kolmá na dno úchytné drážky lopatky a současně kolmo protíná osu rotace. Nedílnou přechodovou součástí lopatky je klínový nástavec mezi patkami a listem, jehož vnější kuželově tvarovaná plocha lícuje s kuželovým povrchem nosného disku.The solution relates to an axial turbocompressor rotor, equipped with one or multiple conical carrier discs in which are stored in the transverse retaining grooves with their feet trapezoidal Rotor blades. The removal problem is resolved undesirable forces on the blades of the blades formed in the axial direction. The essence of the solution is that the center line of gravity of each the blade blade profiles is perpendicular to the bottom the shoulder grooves of the blade and at the same time perpendicularly intersects the axis of rotation. Integral transition part of the blade is a wedge adapter between the feet and the leaf, whose outer conical the shaped surface is flush with the conical surface of the carrier disk.

Description

Vynález se týká rotoru axiálního turbokompresoru s jedním, nebo více kuželovými nosnými disky, ve kterých jsou v příčných úchytných drážkách uloženy svými patkami lichoběžníkového, po celé délce konstantního příčného průřezu rotorové lopatky.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a rotor of an axial turbocompressor with one or more tapered support disks, in which they are mounted in the transverse mounting grooves with their trapezoidal feet over the entire length of the constant cross-section of the rotor blade.

U axiálních turbokompresorů se s výhodou používá provedení, u něhož nejméně u několika předních kompresních stupňů se volí konstantní vnější průměr lopatek, takže v důsledku komprese média je nutno vnitřní průměr lopatkování postupně zvětšovat a nosné disky pak mají tvar komolého kužele. U turbokompresorů velkých výkonů a tudíž i velkých rozměrů vychází jako nejvýhodnějši uchycení rotorových lopatek v samostatných příčných drážkách pro každou lopatku, šířka drážky čili i šířka úchytné patky a její sklon se volí v podstatě podle velikosti patního profilu listu rotorové lopatky a jeho nastavení. Profil úchytné patky i příčné drážky je konstantní po celé délce a jejich poloha v prostoru se voli tak, že jejich dno je rovnoběžné s povrchovou přímkou, přesněji řečeno s tečnou kuželosečky v daném místě kuželového nosného disku. Drážka i patka jsou tedy šikmo položené vůči ose rotace a jsou s ní mimoběžné.For axial turbo-compressors, an embodiment is preferably used in which at least a few forward compression stages a constant outer diameter of the blades is selected so that due to compression of the medium the inner diameter of the blades must be gradually increased and the carrier discs are frustoconical. In the case of large-capacity turbo-compressors and therefore also of large dimensions, the rotor blade blades in each transverse groove for each blade are the most advantageous, the groove width or the width of the grip foot and its slope is chosen essentially according to the size of the rotor blade. The profile of the gripping foot and the transverse groove is constant over its entire length and their position in the space is chosen so that their bottom is parallel to the surface line, more precisely to the tangent of the conic at a given point of the conical support disk. Both the groove and the foot are oblique to the axis of rotation and are off-axis with it.

Toto používané provedení je výhodné z pevnostního hlediska. Hmota lopatky je minimální a vzniká tudiž i minimální odstředivá sila, přičemž zeslabení nosného disku rotoru je také minimální. Toto provedení má však jednu velikou nevýhodu. Drážka v nosném disku leží v obecné poloze jak vůči rovině procházející osou rotace, tak i vůči rovině kolmé na tuto osu a také úchytná patka rotorové lopatky leží v obecné rovině jak vůči přímkové spojnici těžišt jednotlivých profilů listu lopatky, tak i vůči kterémukoliv profilu lopatky, přičemž jednotlivé profily listu lopatky mají různou a přitom obecnou polohu vůči rovině procházející osou rotace a spojnicí těžišt jednotlivých profilů listu. Z tohoto důvodu působí při provozu na patku listu lopatky rozložené síly, které, zvláště u rychloběžných strojů, jsou značné a mohou způsobit vytlačování patky lopatky z úchytné drážky.This embodiment is advantageous in strength. The mass of the blade is minimal and thus a minimum centrifugal force is produced, while the attenuation of the rotor support disk is also minimal. However, this embodiment has one major disadvantage. The groove in the support disk lies in a general position both with respect to the plane passing through the axis of rotation and with respect to the plane perpendicular to this axis, and the rotor blade retaining foot also lies in a general plane with respect to the straight line of gravity of the individual blade blades. wherein the individual blades of the blade have a different, yet general position relative to the plane passing through the axis of rotation and the junction of the centroids of the individual blade profiles. For this reason, when operating on the blade blade, distributed forces are exerted, which, especially in high-speed machines, are considerable and can cause the blade blade to be pushed out of the gripping groove.

Tuto nevýhodu odstraňuje provedení rotoru axiálního turbokompresoru podle vynálezu. Podstata řešeni spočívá v tom, že přímkové spojnice těžišt jednotlivých profilů lopatkového listu je kolmá na dno úchytné drážky lopatky a současně kolmo protíná osu rotace. Nedílnou přechodovou součástí lopatky mezi patkou a lopatkovým listem je klínový nástavec, jehož vnější kuželovité tvarovaná plocha lícuje s kuželovým povrchem nosného disku.This disadvantage is overcome by the embodiment of the rotor of the axial turbo compressor according to the invention. The principle of the solution consists in that the straight lines of gravity of the individual blade blade profiles are perpendicular to the bottom of the blade groove and at the same time perpendicular to the axis of rotation. An integral transition part of the vane between the shoe and the blade is a wedge adapter whose outer conical shaped surface is flush with the conical surface of the support disk.

Hlavní výhoda provedení rotoru axiálního turbokompresoru podle vynálezu je, že na patky lopatek působí za provozu pouze odstředivá síla, jejíž směr je kolmý na podélnou osu rotoru. Tato síla lopatky pouze přitlačuje do závěru, nebot se nevytváří žádná silová složka, která by na patky působila ve směru její podélné osy. Proto není třeba zajištovat lopatku v tomto směru náročným způsobem. Stačí pouze pojištěni proti nahodilému posunutí za klidu. Řešení rotoru podle vynálezu umožňuje dále, i při kuželovém provedeni nosných disků a i při obecném postavení patních profilů lopatek, neobyčejně zjednodušit výrobu lopatek a kontrolu jak při výrobě lopatek, tak při výrobě úchytných drážek v nosných discích. Zvlášt výhodné je provádění kontrol u rotoru opatřených dvěma, nebo více nosnými disky, u kterých byla dřívější kontrola profilů lopatek v různých rovinách samo o sobě obtížná a navíc ztížena nesnadnou přístupností měřicí techniky k měřeným lopatkovým profilům.The main advantage of the embodiment of the rotor of the axial turbocompressor according to the invention is that only the centrifugal force, whose direction is perpendicular to the longitudinal axis of the rotor, is applied to the blades of the blades during operation. This force of the paddle only pushes to the conclusion, since no force component is formed which would act on the feet in the direction of its longitudinal axis. Therefore, there is no need to secure the blade in this direction in a difficult manner. All you need is insurance against accidental displacement at rest. Furthermore, the rotor solution according to the invention makes it possible, even in the conical design of the support disks and in the general position of the blade heel profiles, to greatly simplify the production of the blades and the inspection both in the production of the blades and in the production of retaining grooves in the support disks. It is particularly advantageous to carry out inspections on a rotor provided with two or more support disks, in which prior inspection of the blade profiles in different planes has been difficult in itself and, moreover, impeded by the difficult accessibility of the measuring technique to the measured blade profiles.

Příklad provedení rotoru axiálního turbokompresoru podle vynálezu je znázorněn na připojených obrázcích. Na obr. 1 a 2 je schematicky znázorněna část rotoru se dvěma kuželovými nosnými disky se zakreslenou jednou rotorovou lopatkou a jednou úchytnou drážkou v každém disku. Na obr. 1 je znázorněn nárys a na obr. 2 půdorys stejné části rotoru. Na obr. 3 je znázorněn detail rotoru v místě uchycení rotorové lopatky v částečném podélném řezu. Na obr. 4 je zobrazen axonometrický pohled na rotorovou lopatku a její uchycení v nosném disku. Silnými čarami je nakreslena rotorová lopatka, slabými čarami část nosného disku a hřídele.An exemplary embodiment of an axial turbocompressor rotor according to the invention is shown in the attached figures. Figures 1 and 2 schematically show a part of a rotor with two conical support disks with one rotor blade and one retaining groove in each disk. FIG. 1 is a front view and FIG. 2 is a plan view of the same portion of the rotor. FIG. 3 shows a detail of the rotor at the location of the rotor blade attachment in a partial longitudinal section. Fig. 4 shows an axonometric view of the rotor blade and its attachment in the support disk. The rotor blades are drawn with thick lines, and a portion of the support disk and shaft are drawn with weak lines.

Rotor 2 axiálního turbokompresoru v podstatě sestává z hřídele 2, na němž jsou upraveny dva kuželově tvarované nosné disky 3, ve kterých jsou uchyceny rotorové lopatky £. Rotorová lopatka 4 se skládá z listu 2, který přechází v klínový nástavec 2, jehož vnější kuželovité tvarovaná plocha 7_ lícuje s kuželovým povrchem 2 příslušejícího nosného disku 2· Každá lopatka 2 3^{e v} nosném disku 3 uložena v úchytné drážce 9 svou patkou 10, která má v příčném průřezu po celé délce úchytné drážky 2 konstantní lichoběžníkový tvar. Přímková spojnice těžišt Τ_χ, ^2' ' Xj jednotlivých profilů 12, 19' ií.' 15 každého lopatkového listu 5 je kolmá na dno 16 úchytné drážky 9 lopatky 2· Přímková spojnice 11 současně protíná ve svém prodloužení kolmo osu o rotace rotoru 2·The rotor 2 of the axial turbocompressor essentially consists of a shaft 2 on which two cone-shaped support disks 3 are arranged, in which the rotor blades 6 are mounted. Rotor blade 4 consists of a sheet 2, which merges in a wedge nozzle 2 whose outer conically shaped surface 7_ flush with the conical surface 2 belonging carrier disk 2 · Each blade 2 3 ^EV supporting disc 3 mounted in the clamping groove 9 of its heel 10 which has a constant trapezoidal shape over the entire length of the grip groove 2. Linear center of gravity Τ _χ , ^ 2 '' Xj of the individual profiles 12, 19 'and i'. 15 of each blade blade 5 is perpendicular to the bottom 16 of the grip groove 9 of the blade 2. At the same time, the straight line 11 intersects its axis perpendicularly with the rotor rotation 2 in its extension.

Stejně je tomu u všech ostatních lopatek 2' příslušného nosného disku J3·The same applies to all other blades 2 'of the respective support disk J3 ·

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An axial turbocompressor rotor having a shaft having at least one conical support disk, in which the trapezoidal foot, along a constant cross section, extends in the transverse mounting grooves, wherein the rotor vanes (11) of the center of gravity (, _χ , T ₂ , Τ _χ , T ^) of the individual profiles (12, 13, 14, 15) of the blade (5) is perpendicular to the bottom (16) of the gripping groove (9) of the blade (4) and at the same time wherein the integral transition portion of the vane (4) between the shoe (10) and the vane blade (5) is a wedge extension (6), the outer conical shaped surface (7) of which is flush with the conical surface (8) of the support disc (3).