RU2013105208A

RU2013105208A - Сердечник, турбинная лопатка и способ изготовления турбинной лопатки

Info

Publication number: RU2013105208A
Application number: RU2013105208/06A
Authority: RU
Inventors: ДИЕГО Питер ДЕ
Original assignee: Дженерал Электрик Компани
Priority date: 2012-04-09
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2014-08-20
Also published as: EP2650477A3; US20150369052A1; EP2650477A2; JP6240388B2; JP2013164067A; US9689265B2; CN103362560A; CN103362560B; EP2650477B1

Abstract

1. Сердечник, предназначенный для изготовления турбинной лопатки из композиционного материала с керамической матрицей и содержащийконцевую часть, имеющую сторону повышенного давления и сторону пониженного давления,корневую часть, имеющую сторону повышенного давления и сторону пониженного давления, ислои композиционного материала с керамической матрицей, уложенные от одной стороны до другой между указанными концевой частью и корневой частью.2. Сердечник по п.1, в котором концевая часть имеет передний кромочный элемент, соединенный с задним кромочным элементом, и корневая часть имеет передний кромочный элемент, соединенный с задним кромочным элементом.3. Сердечник по п.2, в котором каждый из указанных передних кромочных элементов и задних кромочных элементов имеет периферическую стенку, ограничивающую полость.4. Сердечник по п.2, содержащий слои композиционного материала с керамической матрицей, уложенные как между передними кромочными элементами концевой части и корневой части, так и между задними кромочными элементами концевой части и корневой части.5. Сердечник по п.4, в котором форма каждого слоя композиционного материала соответствует поперечному сечению соответствующих элементов концевой части и корневой части, между которыми расположены указанные слои.6. Сердечник по п.2, в котором один из передних кромочных элементов, концевой части или корневой части содержит соединитель, расположенный на торце, обращенном ко второму из передних кромочных элементов, корневой части или концевой части, имеющему гнездо для соединителя, расположенное на торце, обращенном соответственно к указанному первому передн�

Claims

1. Сердечник, предназначенный для изготовления турбинной лопатки из композиционного материала с керамической матрицей и содержащий

концевую часть, имеющую сторону повышенного давления и сторону пониженного давления,

корневую часть, имеющую сторону повышенного давления и сторону пониженного давления, и

слои композиционного материала с керамической матрицей, уложенные от одной стороны до другой между указанными концевой частью и корневой частью.

2. Сердечник по п.1, в котором концевая часть имеет передний кромочный элемент, соединенный с задним кромочным элементом, и корневая часть имеет передний кромочный элемент, соединенный с задним кромочным элементом.

3. Сердечник по п.2, в котором каждый из указанных передних кромочных элементов и задних кромочных элементов имеет периферическую стенку, ограничивающую полость.

4. Сердечник по п.2, содержащий слои композиционного материала с керамической матрицей, уложенные как между передними кромочными элементами концевой части и корневой части, так и между задними кромочными элементами концевой части и корневой части.

5. Сердечник по п.4, в котором форма каждого слоя композиционного материала соответствует поперечному сечению соответствующих элементов концевой части и корневой части, между которыми расположены указанные слои.

6. Сердечник по п.2, в котором один из передних кромочных элементов, концевой части или корневой части содержит соединитель, расположенный на торце, обращенном ко второму из передних кромочных элементов, корневой части или концевой части, имеющему гнездо для соединителя, расположенное на торце, обращенном соответственно к указанному первому переднему кромочному элементу, концевой части или корневой части, а один из задних кромочных элементов, концевой части или корневой части, содержит соединитель, расположенный на торце, обращенном ко второму из задних кромочных элементов, корневой части или концевой части, имеющему гнездо для соединителя, расположенное на торце, обращенном к указанному первому заднему кромочному элементу, концевой части или корневой части, и каждый слой композиционного материала с керамической матрицей имеет установочное отверстие, через которое проходят соответствующие соединители с их расположением во взаимодействии с гнездами для соединителя.

7. Сердечник по п.1, в котором концевая часть или корневая часть содержит соединитель, расположенный на торце, обращенном соответственно к корневой части или концевой части, имеющей гнездо для соединителя, расположенное на торце, обращенном соответственно к указанной одной из концевой части или корневой части, при этом слои композиционного материала с керамической матрицей имеют установочное отверстие, через которое проходит указанный соединитель с его расположением во взаимодействии с указанным гнездом для соединителя.

8. Сердечник по п.1, дополнительно содержащий среднюю часть, имеющую сторону повышенного давления и сторону пониженного давления и расположенную между концевой частью и корневой частью.

9. Сердечник по п.1, в котором концевая часть и корневая часть содержат более одного элементов, взаимно соединенных друг с другом при помощи установочных выступов и гнезд для выступов, при этом слои композиционного материала с керамической матрицей имеют установочные отверстия, через которые проходят указанные выступы.

10. Турбинная лопатка, собранная с использованием многоэлементного сердечника, содержащего слои композиционного материала с керамической матрицей, расположенные между элементами сердечника, причем указанная турбинная лопатка имеет сторону повышенного давления и сторону пониженного давления, выполненные с образованием аэродинамической части, отстоящие друг от друга и ограничивающие центральную полую часть, при этом слои композиционного материала с керамической матрицей образуют внутреннюю упрочняющую решетчатую конструкцию, расположенную в указанной центральной полой части.

11. Турбинная лопатка по п.10, в которой слои композиционного материала с керамической матрицей расположены в соответствии с областями высокого механического напряжения в лопатке.

12. Способ изготовления турбинной лопатки, включающий

(a) сборку сердечника, содержащего концевую часть, имеющую сторону повышенного давления и сторону пониженного давления, корневую часть, имеющую сторону повышенного давления и сторону пониженного давления, и слои композиционного материала с керамической матрицей, уложенные между указанными концевой и корневой частями,

(b) обматывание сердечника слоями композиционного материала с керамической матрицей по стороне повышенного давления и стороне пониженного давления и присоединение стороны повышенного давления к стороне пониженного давления, и

(c) удаление сердечника.

13. Способ по п.12, в котором сборку сердечника выполняют путем соединения концевой части сердечника с его корневой частью при помощи выступа и паза и путем скрепления указанных слоев композиционного материала при помощи выполненного в них установочного отверстия, через которое проводят указанный выступ.

14. Способ по п.13, в котором удаление сердечника выполняют путем расплавления сердечника и его вывода через установочное отверстие.

15. Способ по п.12, в котором обматывание сердечника выполняют путем формирования указанных слоев композиционного материала с образованием аэродинамической части.

16. Способ по п.12, в котором сборку сердечника выполняют с обеспечением расположения указанных слоев композиционного материала в соответствии с областями высокого механического напряжения в лопатке.

17. Способ по п.12, в котором концевая часть и корневая часть сердечника имеют внутренние полости, при этом обматывание сердечника выполняют таким образом, что турбинная лопатка имеет полости, разделенные внутренними стенками, которые упрочнены слоями композиционного материала с керамической матрицей.