RU2781385C1 - Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа - Google Patents
Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781385C1 RU2781385C1 RU2022108596A RU2022108596A RU2781385C1 RU 2781385 C1 RU2781385 C1 RU 2781385C1 RU 2022108596 A RU2022108596 A RU 2022108596A RU 2022108596 A RU2022108596 A RU 2022108596A RU 2781385 C1 RU2781385 C1 RU 2781385C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clamping
- exhaust system
- inner lining
- system unit
- thermal insulation
- Prior art date
Links
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 title claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title description 2
- 239000000789 fastener Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 claims abstract 5
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 abstract description 23
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 239000005442 atmospheric precipitation Substances 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 229920002456 HOTAIR Polymers 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения для газотурбинных технологий. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа, содержащей внешнюю обшивку, внутреннюю обшивку и теплоизоляцию между ними, при этом обшивки соединены шпильками, имеющими сварочные швы с внешней обшивкой, по меньшей мере, один прижимной швеллер или прижимной уголок, и крепеж шпильки на внутренней обшивке. Прижимной швеллер расположен в стыке между двумя внутренними обшивками. Прижимной уголок расположен в стыке между двумя внутренними обшивками. Между внешней и внутренней обшивками установлена теплоизоляция. Толщина теплоизоляции выполнена из условия: δиз=(0,05÷0,15) В, где δиз - толщина теплоизоляции; В - внутренняя ширина блока. Прижимные швеллеры содержат по линейному участку и два отгиба. Прижимные уголки содержат по линейному участку и отгибу. Соединение шпильки имеет внутреннюю гайку. Крепеж шпильки может иметь опорную шайбу. Крепеж шпильки имеет прижимную шайбу. Крепеж шпильки имеет прижимную гайку. Изобретение обеспечивает температурные компенсации и уменьшение теплопередачи между обшивками. 10 з.п. ф-лы, 14 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения для газотурбинных технологий и может быть использовано при создании новых и реконструкции действующих установок и машинных комплексов, где в качестве силового привода применяются ГТД - газотурбинные двигатели авиационного или другого типа, например, газоперекачивающих агрегатов (ГПА) компрессорных станций на магистральных газопроводах.
Известно воздухоочистительное устройство в системах воздухообеспечения газотурбинных двигателей привода ГПА, содержащее сгруппированные в блоки и закрепленные на внешних гранях несущего корпуса перпендикулярно ему в несколько ярусов фильтры первой ступени, состоящие из мультициклонов, приемных камер и пылесборников; блоки воздушных фильтров второй ступени, размещенные внутри корпуса; средство защиты фильтров от прямого попадания атмосферных осадков в виде козырька; систему предупреждения обледенения, а также систему удаления пыли, накапливающейся в пылесборниках фильтров (В. Будусов и др. "Высокоэффективные воздухоочистительные устройства для ГТУ", ж-л «Газотурбинные технологии», №4, 2000 г., с. 39).
Недостатком известного воздухоочистительного устройства является то, что проточная часть имеет призматическую форму, которая при практически равномерном поступлении воздуха в проточную часть по ее высоте не обеспечивает оптимальных аэродинамических характеристик проточной части. Кроме того, известное воздухоочистительное устройство имеет большие габариты и массу, обуславливающие высокую трудоемкость и стоимость изготовления, затраты на транспортировку к месту применения, материалоемкость, трудоемкость и стоимость строительства опорных конструкций, фундаментов под них и стоимость монтажа.
Защита фильтров от атмосферных осадков с помощью козырьков при работе их в потоке забираемого воздуха или просто при ветре является малоэффективной, так как скорость потока зависит от количества воздуха, проходящего через площадь сечения воздухозабора. Это отрицательно сказывается на долговечности фильтрующих элементов, увеличивает склонность к обледенению элементов проточной части устройства.
Система предупреждения обледенения известного воздухоочистительного устройства в силу своей разветвленности и условий работы в неорганизованном воздушном потоке для обеспечения выполнения своих функций требует значительного количества горячего воздуха, отбираемого от компрессора газотурбинного двигателя, что заметно сказывается на его КПД, а следовательно, на экономичности работы ГПА.
Известно воздухоочистительное устройство по патенту РФ на изобретение №2263806, МПК F02C 7/052, опубл. 10.11.2005 г.
Это воздухоочистительное устройство содержит сгруппированные в модули и закрепленные в верхнем модуле блоки воздушных фильтров, средство защиты воздушных фильтров от прямого попадания атмосферных осадков, в виде защитного колпака шатрового типа,
Недостатки:
- нетехнологичность конструкции,
- большой вес и металлоемкость из-за большой толщины листов,
- наличие шумоглушителя в газовоздушном тракте, детали которого при разрушении попадают на вход в ГТД (газотурбинный двигатель) и разрушают вентилятор.
Известно воздухоочистительное устройство, содержащее внешнюю обшивку, внутреннюю обшивку, теплоизоляцию соединение внутренних обшивок через перпендикулярно отогнутые края по патенту РФ на изобретение №2727735, МПК F02C 7/052, опубл. 23.07.2020 г., прототип.
Недостатки:
Отсутствие компенсации температурных напряжений и уменьшение теплопередачи между обшивками.
Задачи создания изобретения: обеспечение температурных компенсаций и уменьшение теплопередачи между обшивками.
Достигнутые технические результаты: обеспечение температурных компенсаций и уменьшение теплопередачи между обшивками.
Решение указанных задач достигнуто в элементе усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа, содержащей внешнюю обшивку, внутреннюю обшивку и теплоизоляцию между ними, тем, что обшивки соединены шпильками, имеющими сварочные швы с внешней обшивкой, по меньшей мере, один прижимной швеллер или прижимной уголок, и крепеж шпильки на внутренней обшивке.
Прижимной швеллер может быть расположен в стыке между двумя внутренними обшивками.
Прижимной уголок может быть расположен в стыке между двумя внутренними обшивками.
Между внешней и внутренней обшивками может быть установлена теплоизоляция.
Толщина теплоизоляции может быть выполнена из условия:
δиз = (0,05÷0,15) В,
где δиз - толщина теплоизоляции,
В - внутренняя ширина блока.
Прижимные швеллеры могут содержать по линейному участку и два отгиба. Прижимные уголки могут содержать по линейному участку и отгибу. Соединение шпильки может иметь внутреннюю гайку. Крепеж шпильки может иметь опорную шайбу. Крепеж шпильки может иметь прижимную шайбу. Крепеж шпильки может иметь прижимную гайку.
Изобретение поясняется чертежами (фиг. 1 … 14), где;
- на фиг. 1 приведен общий вид блока системы выхлопа,
- на фиг. 2 - крепежное устройство, первый вариант,
- на фиг. 3 - крепежное устройство, второй вариант,
- на фиг. 4 - крепежное устройство, третий вариант
- на фиг. 5 - крепежное устройство, четвертый вариант
- на фиг. 6 - крепежное устройство, пятый вариант
- на фиг. 7 - крепежное устройство, шестой вариант
- на фиг. 8 - крепежное устройство, седьмой вариант
- на фиг. 9 - крепежное устройство, восьмой вариант
- на фиг. 10 - крепежное устройство, девятый вариант
- на фиг. 11- крепежное устройство, десятый вариант,
- на фиг. 12 - шпилька в сборе,
- на фиг. 13 - вид А, первый вариант,
- на фиг. 14 - вид А, второй вариант.
В описании приняты следующие условные обозначения:
блок 1,
внешняя обшивка 2,
внутренняя обшивка 3,
теплоизоляция 4,
шпилька 5,
сварочный шов 6,
прижимной швеллер 7,
прижимной уголок 8,
линейный участок 9,
отгиб 10,
крепеж 11,
внутренняя гайка 12,
опорная шайба 13,
прижимная шайба 14.
прижимная гайка 15.
Dш - диаметр шпильки,
D1 - диаметр отверстия прижимной шайбы,
D2 - диаметр отверстия прижимного швеллера или прижимного уголка,
D3 - диаметр отверстия внутренней обшивки,
D4 - диаметр отверстия опорной шайбы.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1 … 14.
Выхлопное устройство газоперекачивающего агрегата (фиг. 1) содержит несколько блоков 1, содержащих внешнюю обшивку 2 и внутреннюю обшивку 3 с теплоизоляцией 4 между ними и шпильки 5, соединяющие их.
Устройство содержит сварочный шов 6 для присоединения к шпилькам 5 внешней обшивки 2. Соединение осей шпилек OO должно быть строго перпендикулярным.
На внутренней обшивке 3 установлен, по меньшей мере, один прижимной швеллер 7 или один прижимной уголок 8.
Прижимной швеллер 7 содержит линейный участок 9 и два отгиба 10.
Прижимной уголок 8 содержит линейный участок 9 и отгиб 10.
Соединение шпилек 5 к внутренней стенке 3 выполнено крепежом 11.
Крепеж 11 внутренней обшивки 3 к внешней обшивке 2 для газоперекачивающих агрегатов выполнен отдельно стоящими шпильками 5.
Крепеж 11 может содержать внутреннюю гайку 12, опорную шайбу 13, прижимную шайбу 14 и прижимную гайку 15 в любом их сочетании (фиг. 6 … 14).
Они позволяют удерживать внутреннюю обшивку 3 в плоскости стенок при работе ГПА, исключая тем самым передачу усилия, возникающего при температурном расширении внешней обшивки 2, и дополнительно уменьшить теплопередачу между стенками.
На фиг. 12 показана шпилька 5 в сборе с прижимным швеллером 7 или прижимным уголком 8, опорной шайбой13, прижимной шайбой 14 и прижимной гайкой 15.
На фиг. 13 и 14 показан вид двух вариантов по А.
Обязательно соблюдение следующих условий по диаметрам отверстий и диаметру шпильки:
D1 - Dш=0,1÷4,0 мм
D2 - Dш=0,1÷4,0 мм
D3 - Dш=0,1÷4,0 мм,
D4 - Dш=0,1÷4,0 мм
где:
Dш - диаметр шпильки,
D1 - диаметр отверстия прижимной шайбы,
D2 - диаметр отверстия прижимного швеллера шайбы или прижимного уголка,
D3 - диаметр отверстия внутренней обшивки,
D4 - диаметр отверстия опорной шайбы.
Ориентировочные габариты деталей устройства:
длина прижимного швеллера (или прижимного уголка) 50÷500 мм,
высота отгиба 10÷50 мм,
диаметры или ширина шайб 20÷100 мм,
толщина шайб 1÷10 мм,
угол установки оси ОО шпильки 5 к внешней обшивке 2 90°±2°.
Угол установки оси шпильки 5 к внешней обшивке 2 следует строго выдерживать, в противном случае сборкам устройства будет невозможной.
РАБОТА ЭЛЕМЕНТА УСИЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ОБШИВКИ БЛОКА СИСТЕМЫ ВЫХЛОПА
При включении ГПА ГТД привода (на фиг. 1-14 не показан), воздух поступает в ГТД из атмосферы и после сгорания и срабатывания на турбинах (на фиг. 1-14 не показаны) воздух проходит мимо элементов внутренней обшивки без потерь давления в выхлопном устройстве.
Наличие одного или двух отгибов 10 небольшой высоты, установленных вдоль потока выхлопных газов, и двух прижимных гаек 15 вносит незначительные аэродинамические потери в выхлопном устройстве (менее 1%).
Наличие элементов усиления предотвращает деформацию внутренней обшивки 3 при применении для нее очень тонких стенок и упрощает ремонт выхлопного устройства.
Применение изобретения позволило:
- уменьшить температурные деформации стенок ГПА при запуске, останове и изменении режима работы ГПА,
- уменьшить аэродинамические потери в тракте выхлопного устройства ГПА,
- уменьшить теплопередачу между стенками при запуске ГПА,
- упростить сборку и ремонт выхлопного устройства,
- уменьшить вес и металлоемкость выхлопного устройства при сохранении его прочности от воздействия внешних нагрузок.
Claims (14)
1. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа, содержащей внешнюю обшивку, внутреннюю обшивку и теплоизоляцию между ними, отличающийся тем, что обшивки соединены шпильками, имеющими сварочные швы с внешней обшивкой, по меньшей мере, один прижимной швеллер или прижимной уголок, и крепеж шпильки на внутренней обшивке.
2. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа по п. 1, отличающийся тем, что прижимной швеллер расположен в стыке между двумя внутренними обшивками.
3. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа по п. 1, отличающийся тем, что прижимной уголок расположен в стыке между двумя внутренними обшивками.
4. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа по п. 1, отличающийся тем, что между внешней и внутренней обшивками установлена теплоизоляция.
5. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа по п. 2, отличающийся тем, что толщина теплоизоляции выполнена из условия:
δиз=(0,05÷0,15) В,
где δиз - толщина теплоизоляции,
В - внутренняя ширина блока.
6. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа по п. 1, отличающийся тем, что прижимные швеллеры содержат по линейному участку и два отгиба.
7. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа по п. 1, отличающийся тем, что прижимные уголки содержат по линейному участку и отгибу.
8. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа по п. 1, отличающийся тем, что соединение шпильки имеет внутреннюю гайку.
9. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа по п. 1, отличающийся тем, что крепеж шпильки имеет опорную шайбу.
10. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа по п. 1, отличающийся тем, что крепеж шпильки имеет прижимную шайбу.
11. Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа по п. 1, отличающийся тем, что крепеж шпильки имеет прижимную гайку.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781385C1 true RU2781385C1 (ru) | 2022-10-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263806C1 (ru) * | 2004-03-10 | 2005-11-10 | ООО "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-ВНИИГАЗ" | Воздухоочистительное устройство |
| FR2928180A1 (fr) * | 2008-02-28 | 2009-09-04 | Airbus France Sa | Ensemble moteur pour aeronef comprenant une structure annulaire de transfert d'efforts entourant le carter central d'un turboreacteur. |
| RU2669066C1 (ru) * | 2017-10-09 | 2018-10-08 | Эдуард Борисович Назаров | Выхлопное устройство газоперекачивающего агрегата |
| RU2684294C1 (ru) * | 2018-03-05 | 2019-04-05 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Газоперекачивающий агрегат (ГПА), тракт всасывания воздуха ГПА, воздуховод тракта всасывания ГПА, камера всасывания воздуха ГПА (варианты) |
| RU2727735C1 (ru) * | 2019-12-13 | 2020-07-23 | Эдуард Борисович Назаров | Воздухоочистительное устройство |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263806C1 (ru) * | 2004-03-10 | 2005-11-10 | ООО "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-ВНИИГАЗ" | Воздухоочистительное устройство |
| FR2928180A1 (fr) * | 2008-02-28 | 2009-09-04 | Airbus France Sa | Ensemble moteur pour aeronef comprenant une structure annulaire de transfert d'efforts entourant le carter central d'un turboreacteur. |
| RU2669066C1 (ru) * | 2017-10-09 | 2018-10-08 | Эдуард Борисович Назаров | Выхлопное устройство газоперекачивающего агрегата |
| RU2684294C1 (ru) * | 2018-03-05 | 2019-04-05 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Газоперекачивающий агрегат (ГПА), тракт всасывания воздуха ГПА, воздуховод тракта всасывания ГПА, камера всасывания воздуха ГПА (варианты) |
| RU2727735C1 (ru) * | 2019-12-13 | 2020-07-23 | Эдуард Борисович Назаров | Воздухоочистительное устройство |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2435107C2 (ru) | Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя, газотурбинный двигатель | |
| US7665310B2 (en) | Gas turbine engine having a cooling-air nacelle-cowl duct integral with a nacelle cowl | |
| US8052377B2 (en) | Cowling arrangement | |
| US8001787B2 (en) | Transition support system for combustion transition ducts for turbine engines | |
| US20140311162A1 (en) | Connection structure of exhaust chamber, support structure of turbine, and gas turbine | |
| US20130084166A1 (en) | Segmented component | |
| US20060260292A1 (en) | Gas turbine exhaust diffuser | |
| RU115843U1 (ru) | Газоперекачивающий агрегат | |
| US20090162139A1 (en) | Thermally Insulated Flange Bolts | |
| ITFI20130118A1 (it) | "compressor with a thermal shield and methods of operation" | |
| RU2781385C1 (ru) | Элемент усиления внутренней обшивки блока системы выхлопа | |
| EP3336331A1 (en) | Sound attenuating system for a gas turbine engine | |
| US20160178105A1 (en) | Exhaust Outlet Elbow Bolt Pattern | |
| RU2727735C1 (ru) | Воздухоочистительное устройство | |
| RU2792852C1 (ru) | Крепеж внутренней обшивки в системе выхлопа для газоперекачивающего агрегата | |
| RU2669066C1 (ru) | Выхлопное устройство газоперекачивающего агрегата | |
| EP2612005B1 (en) | Exhaust module and internal combustion engine | |
| RU2807151C1 (ru) | Воздухоочистительное устройство газоперекачивающего агрегата | |
| EP3284917B1 (en) | Active clearance control collector to manifold insert | |
| RU2762816C1 (ru) | Выхлопное устройство газоперекачивающего агрегата | |
| RU2809316C1 (ru) | Чистая камера воздухоочистительного устройства | |
| EP4198282A1 (en) | Box-shaped air intake silencer with vertical baffles for gas turbine system | |
| RU2684297C1 (ru) | Газоперекачивающий агрегат (ГПА), тракт выхлопа ГПА (варианты), выхлопная труба ГПА и блок шумоглушения выхлопной трубы ГПА | |
| US11927137B2 (en) | System and method for insulating components in an exhaust gas flow from a gas turbine | |
| CN215761921U (zh) | 一种防变形涡轮增压器专用扩压板 |