RU2802900C2

RU2802900C2 - Seal for gas turbine engine unloading valve sealing gasket

Info

Publication number: RU2802900C2
Application number: RU2021118213A
Authority: RU
Inventors: Антонен Этьенн Диего ТЕССЬЕРО; Флоран Робер Андре ГОДЭН; Брюно Алесандр Дидье ЖАКОН
Original assignee: Сафран Эркрафт Энджинз
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2023-09-05

Abstract

FIELD: gas turbine engines.

SUBSTANCE: invention relates to the unloading valves of the casing of a gas turbine engine and, in particular, the intermediate casing of a gas turbine engine. The object of the invention is a sealing gasket (20) made with the possibility of being installed on the first element of the gas turbine engine (100), such as the valve (16) of the unloading valve (10), and with the possibility of bearing on the second element (11, 12, 128) of the gas turbine engine, such as the hub (11) of the intermediate casing (12). Said sealing gasket comprises: engagement means (21) for mounting said gasket on said first element, having a generally U-shape; a sealing lip (24) providing airtightness due to contact and designed to bear on said second element (11, 12, 128); means (23) for preventing unbending of said sealing lip (24), increasing the rigidity of the sealing gasket (20) at the base of the sealing lip (24); hinge (22) having a curved section (22a) with a generally C-shape, and located between the engagement means (21) and the means (23) to prevent extension, and in general the C-shape has a direction of curvature opposite to the first parts (21).

EFFECT: sealing gasket allows precise control of the unloading valves.

10 cl, 7 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Изобретение относится к области разгрузочных клапанов кожуха газотурбинного двигателя и, в частности, промежуточного кожуха газотурбинного двигателя.The invention relates to the field of unloading valves of a casing of a gas turbine engine and, in particular, an intermediate casing of a gas turbine engine.

В частности, изобретение относится к уплотнительной прокладке затвора разгрузочного клапана газотурбинного двигателя и к разгрузочному клапану газотурбинного двигателя, содержащему такую уплотнительную прокладку.In particular, the invention relates to a sealing gasket for a gas turbine engine unloader valve and to a gas turbine engine unloader valve comprising such a sealing gasket.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND ART

Разгрузочные клапаны, известные также под сокращением VDV от Vanne à Décharge Variable (клапан с переменной разгрузкой) (или VBV от Variable Bleed Valve на английском языке), обычно установлены на ступице промежуточного кожуха двухконтурного газотурбинного двигателя, расположенного между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления. Разгрузочные клапаны установлены в межтрактовом кольцевом пространстве ступицы промежуточного кожуха, расположенном между главным проточным трактом (первичный тракт), в котором проходит первичный воздушный поток, и вторичным проточным трактом (вторичный тракт), в котором циркулирует вторичный воздушный поток.Bleeding valves, also known by the abbreviation VDV for Vanne à Décharge Variable (or VBV for Variable Bleed Valve in English), are typically mounted on the intermediate casing hub of a bypass gas turbine engine, located between the low pressure compressor and the high pressure compressor. . The unloading valves are installed in the inter-duct annular space of the intermediate casing hub, located between the main flow path (primary path), in which the primary air flow passes, and the secondary flow path (secondary path), in which the secondary air flow circulates.

Эти разгрузочные клапаны равномерно распределены на ступице промежуточного кожуха вокруг продольной оси газотурбинного двигателя и содержат, каждый, затвор, установленный с возможностью поворота вокруг оси таким образом, чтобы перемещаться в угловом направлении относительно промежуточного кожуха между положением закрывания, в котором затвор перекрывает проходное воздушное отверстие, выполненное в ступице промежуточного кожуха, и положением открывания этого отверстия.These unloading valves are uniformly distributed on the hub of the intermediate casing around the longitudinal axis of the gas turbine engine and each contain a valve mounted for rotation about an axis so as to move in an angular direction relative to the intermediate casing between a closing position in which the valve closes the air passage, made in the hub of the intermediate casing, and the opening position of this hole.

Таким образом, разгрузочные клапаны обеспечивают герметичность между первичным проточным трактом и вторичным проточным трактом в своем положении закрывания и удаление части первичного воздушного потока из первичного проточного тракта в некоторых условиях работы в своем положении открывания. Отбираемая часть первичного воздушного потока либо направляется во вторичный воздушный поток, либо используется для питания систем охлаждения или для вентиляции компонентов газотурбинного двигателя.Thus, unloading valves provide a seal between the primary flow path and the secondary flow path in their closing position and remove a portion of the primary air flow from the primary flow path under certain operating conditions in their opening position. The bleed portion of the primary air stream is either directed to the secondary air stream or used to power cooling systems or ventilate gas turbine engine components.

Для обеспечения герметичности между первичным проточным трактом и вторичным проточным трактом затворы разгрузочных клапанов имеют уплотнительную прокладку, например, из эластомера, расположенную по контуру периферических краев каждого затвора. Уплотнительная прокладка должна опираться в положении закрывания разгрузочного клапана на стенку промежуточного кожуха, окружающую проходное воздушное отверстие.To ensure tightness between the primary flow path and the secondary flow path, the valve gates of the unloading valves have a sealing gasket, for example, made of elastomer, located along the contour of the peripheral edges of each gate. The sealing gasket must rest in the closing position of the unloader valve on the wall of the intermediate casing surrounding the air passage.

Известны различные типы прокладок, а также различные способы крепления уплотнительной прокладки на контуре затворов разгрузочных клапанов.Various types of gaskets are known, as well as various methods of attaching the sealing gasket to the circuit of the unloader valve gates.

В документе FR2923541 описан пример выполнения известной уплотнительной прокладки. Уплотнительная прокладка содержит плоскую часть, расположенную на наружной стороне периферических частей затвора и удерживаемую прижатой к этому затвору при помощи крепежной пластины, и выпуклую часть, образующую буртик (или валик) и расположенную вокруг периферических краев затвора таким образом, чтобы опираться на контур проходного воздушного отверстия промежуточного кожуха, когда разгрузочный клапан находится в своем положении закрывания.Document FR2923541 describes an example of a known sealing gasket. The sealing gasket includes a flat portion located on the outer side of the peripheral portions of the valve and held pressed against the valve by a mounting plate, and a convex portion forming a bead (or bead) and located around the peripheral edges of the valve so as to rest on the contour of the air passage. intermediate casing when the unloader valve is in its closing position.

Однако в некоторых ситуациях и условиях использования и, в частности, когда давление первичного воздушного потока является высоким (например, свыше давления в 2 бар), уровни утечек, отмечаемые в положении закрывания при этом типе прокладки с буртиком или валиком, являются слишком высокими и недопустимыми.However, in some situations and conditions of use, and in particular when the primary air flow pressure is high (for example, above 2 bar pressure), the leakage levels observed in the closing position with this type of beaded or beaded gasket are too high and unacceptable .

Следовательно, чтобы преодолеть этот недостаток и чтобы повысить эффективность уплотнения разгрузочного клапана в этих особых условиях, были разработаны разгрузочные клапаны, оснащенные прокладкой с кромкой, установленной на контуре затворов разгрузочных клапанов, при этом герметичность обеспечивает кромка прокладки, опирающаяся на контур проходного воздушного отверстия промежуточного кожуха.Therefore, to overcome this disadvantage and to improve the sealing efficiency of the unloader valve under these special conditions, unloader valves have been developed having a gasket with a lip mounted on the contour of the unloader valve gates, the seal being provided by the lip of the gasket resting on the contour of the air passage of the intermediate casing. .

За счет своей относительной гибкости прокладка этого типа позволяет реализовать хорошее уплотнение во время первого закрывания затвора и во время создания давления в первичном проточном тракте. Прокладка этого типа не требует также слишком большого контактного усилия, что позволяет не задействовать интенсивно гидравлические домкраты и механизмы управления закрыванием разгрузочной системы.Due to its relative flexibility, this type of gasket allows a good seal to be achieved during the first closing of the valve and during the creation of pressure in the primary flow path. This type of gasket also does not require too much contact force, which eliminates the need for intensive use of hydraulic jacks and control mechanisms for closing the unloading system.

Однако было отмечено, что кромка уплотнительной прокладки проявляет тенденцию к разгибанию в положении открывания, в частности, под действием разгрузочного потока между первичным проточным трактом и вторичным проточным трактом. Следствием этого разгибания кромки является плохое восстановление ее положения во время закрывания затвора и, в частности, как только наступает второй цикл кинематики открывания/закрывания. Разогнутая кромка не возвращается в первоначальное положение и больше не обеспечивает достаточной герметичности, в результате чего в закрытом положении появляются утечки, которые могут создавать проблемы, так как становятся причиной повышенного расхода или снижения характеристик газотурбинного двигателя.However, it has been noted that the edge of the sealing gasket tends to expand in the opening position, in particular under the influence of the discharge flow between the primary flow path and the secondary flow path. The consequence of this extension of the edge is that its position is poorly restored during closing of the shutter and, in particular, as soon as the second cycle of the opening/closing kinematics begins. The bent lip does not return to its original position and no longer provides a sufficient seal, resulting in leaks in the closed position, which can cause problems by causing increased consumption or reduced performance of the gas turbine engine.

Кроме того, было отмечено, что использование такой прокладки с кромкой затрудняет управление открыванием разгрузочного клапана. Действительно, такой тип прокладки с кромкой становится причиной моментальной и большой разгрузки между моментом, когда кромка прокладки еще входит в контакт со стенкой промежуточного кожуха (расход утечки равен нулю), и моментом, когда больше нет контакта между кромкой и стенкой промежуточного кожуха (разгрузка первичного проточного тракта). Кроме того, этот тип прокладки с кромкой является причиной появления мертвой зоны. Эта мертвая зона является результатом нулевого расхода разгрузки, тогда как происходит угловое изменение разгрузочного клапана, что ставит под угрозу нормальную работу газотурбинного двигателя, и, в конечном итоге, все заканчивается резким выбросом воздуха, когда кромка больше не может обеспечивать функцию уплотнения.In addition, it was noted that the use of such a lip gasket makes it difficult to control the opening of the unloader valve. Indeed, this type of gasket with an edge causes an immediate and large unloading between the moment when the edge of the gasket is still in contact with the wall of the intermediate casing (leakage flow is zero) and the moment when there is no longer contact between the edge and the wall of the intermediate casing (unloading of the primary flow tract). Additionally, this type of lip gasket causes a dead zone. This dead zone is the result of zero discharge flow, while the angular change of the discharge valve occurs, compromising the normal operation of the gas turbine engine, and ultimately ends in a sudden release of air when the lip can no longer provide the sealing function.

Следовательно, этот тип прокладки с кромкой не позволяет осуществлять точное управление разгрузочными клапанами.Consequently, this type of lip gasket does not allow precise control of the unloader valves.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF INVENTION

В этом контексте изобретением предложено решение, позволяющее устранить эти недостатки.In this context, the invention provides a solution to overcome these disadvantages.

Для этого объектом изобретения является уплотнительная прокладка, выполненная с возможностью установки на первом элементе газотурбинного двигателя, таком как затвор разгрузочного клапана, и с возможностью опоры на второй элемент газотурбинного двигателя, такой как ступица промежуточного кожуха, при этом упомянутая уплотнительная прокладка отличается тем, что содержит:To this end, the invention provides a sealing gasket configured to be mounted on a first element of a gas turbine engine, such as an unloader valve gate, and supported by a second element of the gas turbine engine, such as an intermediate casing hub, wherein said gasket is characterized in that it comprises :

- средства зацепления для установки упомянутой прокладки на упомянутом первом элементе;- engagement means for installing said gasket on said first element;

- уплотнительную кромку, обеспечивающую воздухонепроницаемость за счет контакта и предназначенную для опоры на упомянутый второй элемент; - a sealing lip providing airtightness by contact and designed to rest on said second element;

- средства предотвращения разгибания упомянутой уплотнительной кромки, повышающие жесткость уплотнительной прокладки в основании уплотнительной кромки.- means for preventing unbending of said sealing edge, increasing the rigidity of the sealing gasket at the base of the sealing edge.

Заявленная уплотнительная прокладка может также иметь один или несколько из указанных ниже признаков, рассматриваемых индивидуально или во всех возможных технических комбинациях:The claimed sealing gasket may also have one or more of the following features, considered individually or in all possible technical combinations:

- прокладка содержит шарнир, имеющий изогнутый участок, расположенный между средствами зацепления и средствами предотвращения разгибания, при этом упомянутый изогнутый участок выполнен с возможностью деформироваться и изменять относительное положение средств предотвращения разгибания, когда на уплотнительную прокладку действует давление воздуха;- the gasket comprises a hinge having a curved portion located between the engagement means and the unbending means, said curved portion being capable of deforming and changing the relative position of the unbending means when air pressure is applied to the sealing gasket;

- изогнутый участок имеет общую С-образную форму;- the curved section has a general C-shape;

- средства предотвращения разгибания образуют упор для ограничения упругой деформации изогнутого участка шарнира, когда на уплотнительную прокладку действует давление воздуха, чтобы увеличить контакт и, следовательно, улучшить герметичность;- the anti-unbending means form a stop to limit elastic deformation of the curved portion of the hinge when air pressure is applied to the sealing gasket to increase contact and therefore improve sealing;

- средства предотвращения разгибания образованы буртиком материала;- means for preventing unbending are formed by a shoulder of material;

- средства зацепления для установки упомянутой прокладки на упомянутом первом элементе имеют общую U-образную форму;- the engagement means for installing said gasket on said first element have a general U-shape;

- средства зацепления для установки упомянутой прокладки на упомянутом первом элементе содержат усилительные волокна, покрытые эластомерным материалом и силиконом; например, усилительные волокна являются стекловолокнами или полиэфирными волокнами;- the engagement means for installing said gasket on said first element comprise reinforcing fibers coated with an elastomeric material and silicone; for example, the reinforcing fibers are glass fibers or polyester fibers;

- уплотнительная кромка покрыта антифрикционной тканью, предпочтительно из полиэфира или из мета-арамида.- the sealing edge is covered with anti-friction fabric, preferably polyester or meta-aramid.

Объектом изобретения является также затвор разгрузочного клапана газотурбинного двигателя, содержащий периферический край, отличающийся тем, что содержит уплотнительную прокладку, установленную на упомянутом периферическом крае при помощи средств зацепления.The invention also relates to a gas turbine engine unloader valve closure comprising a peripheral edge characterized in that it comprises a sealing gasket mounted on said peripheral edge by means of engagement means.

Объектом изобретения является также разгрузочный клапан газотурбинного двигателя, содержащий заявленный затвор, установленный с возможностью поворота вокруг оси вращения между положением закрывания проходного воздушного отверстия и положением открывания этого отверстия.The subject of the invention is also an unloading valve of a gas turbine engine, containing the claimed shutter, installed with the possibility of rotation around the axis of rotation between the closing position of the air passage hole and the opening position of this hole.

Объектом изобретения является также промежуточный кожух, содержащий множество заявленных разгрузочных клапанов, обеспечивающих герметичность на уровне множества проходных воздушных отверстий.The invention also provides an intermediate casing containing a plurality of inventive unloading valves providing a seal at the level of a plurality of air passages.

Предпочтительно промежуточный кожух содержит механизм управления разгрузочными клапанами.Preferably, the intermediate casing contains a mechanism for controlling the unloading valves.

Объектом изобретения является также газотурбинный двигатель, содержащий компрессор низкого давления, компрессор высокого давления и заявленный промежуточный кожух, расположенный в продольном направлении между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления.The invention also relates to a gas turbine engine comprising a low-pressure compressor, a high-pressure compressor and the inventive intermediate casing located in the longitudinal direction between the low-pressure compressor and the high-pressure compressor.

Изобретение и его различные варианты применения будут более понятны из нижеследующего описания и из прилагаемых к нему фигур.The invention and its various applications will be better understood from the following description and from the accompanying figures.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУРBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Другие признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых показаны:Other features and advantages of the invention will be more apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, which show:

Фиг. 1 - схематичный вид в осевом разрезе заявленного двухконтурного газотурбинного двигателя.Fig. 1 is a schematic axial sectional view of the inventive dual-circuit gas turbine engine.

Фиг. 2 - упрощенный вид промежуточного кожуха газотурбинного двигателя, имеющего заявленные разгрузочные клапаны.Fig. 2 is a simplified view of the intermediate casing of a gas turbine engine having the claimed unloading valves.

Фиг. 3 - схематичный вид в разрезе участка разгрузочного клапана газотурбинного двигателя, содержащего заявленную уплотнительную прокладку.Fig. 3 is a schematic cross-sectional view of a section of a gas turbine engine unloader valve containing the claimed sealing gasket.

Фиг. 4 - упрощенный вид в разрезе участка разгрузочного клапана газотурбинного двигателя, иллюстрирующий поведение заявленной уплотнительной прокладки в положении закрывания.Fig. 4 is a simplified cross-sectional view of a section of a gas turbine engine unloader valve, illustrating the behavior of the inventive sealing gasket in the closing position.

Фиг. 5 - схематичный вид в разрезе участка разгрузочного клапана газотурбинного двигателя, иллюстрирующий поведение заявленной уплотнительной прокладки в положении закрывания, когда в первичном проточном тракте присутствует давление.Fig. 5 is a schematic cross-sectional view of a section of a gas turbine engine unloader valve, illustrating the behavior of the inventive sealing gasket in the closing position when pressure is present in the primary flow path.

Фиг. 6 - схематичный вид в разрезе участка разгрузочного клапана газотурбинного двигателя, иллюстрирующий поведение заявленной уплотнительной прокладки в положении закрывания во время начала открывания затвора.Fig. 6 is a schematic cross-sectional view of a section of a gas turbine engine unloader valve, illustrating the behavior of the inventive sealing gasket in the closing position when the valve begins to open.

Фиг. 7 - схематичный вид в разрезе участка разгрузочного клапана газотурбинного двигателя, иллюстрирующий поведение заявленной уплотнительной прокладки в положении закрывания, когда затвор полностью открыт.Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of a section of a gas turbine engine unloader valve, illustrating the behavior of the inventive sealing gasket in the closing position when the valve is fully open.

Для большей ясности идентичные или подобные элементы имеют одинаковые обозначения на всех фигурах.For clarity, identical or similar elements are designated similarly throughout the figures.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF AN OPTION

На фиг. 1 представлен схематичный вид в осевом разрезе двухконтурного газотурбинного двигателя.In fig. 1 shows a schematic axial sectional view of a dual-circuit gas turbine engine.

Такой газотурбинный двигатель 100 содержит, - от входа к выходу по направлению прохождения газов, - компрессор 112 низкого давления, компрессор 114 высокого давления, камеру 116 сгорания, турбину 118 высокого давления и турбину 120 низкого давления. Турбина 118 высокого давления соединена с компрессором 114 высокого давления, образуя корпус высокого давления, тогда как турбина 120 низкого давления соединена с компрессором 112 низкого давления, образуя корпус низкого давления, при этом каждая турбина приводит во вращение соответствующий компрессор вокруг оси Х-Х газотурбинного двигателя 100 под действием тяги газов, поступающих из камеры 116 сгорания.Such a gas turbine engine 100 includes, from inlet to outlet in the direction of flow of the gases, a low-pressure compressor 112, a high-pressure compressor 114, a combustion chamber 116, a high-pressure turbine 118, and a low-pressure turbine 120. High-pressure turbine 118 is coupled to high-pressure compressor 114 to form a high-pressure housing, while low-pressure turbine 120 is coupled to low-pressure compressor 112 to form a low-pressure housing, each turbine driving a corresponding compressor about the X-X axis of the gas turbine engine. 100 under the influence of the draft of gases coming from the combustion chamber 116.

В таком газотурбинном двигателе 100 между компрессором 112 низкого давления, находящимся на входе, и компрессором 114 высокого давления, находящимся на выходе, установлен промежуточный кожух 12.In such a gas turbine engine 100, an intermediate casing 12 is installed between the low-pressure inlet compressor 112 and the high-pressure outlet compressor 114.

На фиг. 2 представлен упрощенный вид промежуточного кожуха 12, на котором на уровне ступицы 11 промежуточного кожуха 12 установлены разгрузочные клапаны 10.In fig. 2 shows a simplified view of the intermediate casing 12, on which unloading valves 10 are installed at the level of the hub 11 of the intermediate casing 12.

Промежуточный кожух 12 имеет общую цилиндрическую форму или форму усеченного конуса. Ступица 11 содержит две коаксиальные кольцевые обечайки, соответственно внутреннюю 128 и наружную 129, соединенные между собой входным поперечным фланцем и выходным поперечным фланцем. Входной фланец расположен на выходе компрессора 112 низкого давления, тогда как выходной фланец расположен на входе компрессора 114 высокого давления. Компрессор 114 высокого давления обычно содержит последовательный ряд роторов и статором с изменяющимся углом установки, позволяющим контролировать расход проходящего через него воздуха.The intermediate casing 12 has a general cylindrical or truncated conical shape. The hub 11 contains two coaxial annular shells, inner 128 and outer 129, respectively, connected to each other by an inlet transverse flange and an outlet transverse flange. The inlet flange is located at the outlet of the low pressure compressor 112, while the outlet flange is located at the inlet of the high pressure compressor 114. The high pressure compressor 114 typically contains a series of rotors and a stator with a variable mounting angle to control the flow of air passing through it.

Внутренняя кольцевая обечайка 128 ограничивает наружную часть, по отношению к оси Х-Х пространства прохождения первичного потока или первичного проточного тракта 124, первичного потока F1 газотурбинного двигателя и содержит входные воздушные разгрузочные отверстия 14, распределенные в окружном направлении вокруг оси тела вращения промежуточного кожуха 12, причем эта ось совпадает с осью Х-Х вращения газотурбинного двигателя.The inner annular shell 128 defines the outer part, with respect to the X-X axis of the primary flow space or primary flow path 124, of the primary flow F1 of the gas turbine engine and contains inlet air relief holes 14 distributed in the circumferential direction around the axis of the body of rotation of the intermediate casing 12, moreover, this axis coincides with the X-X axis of rotation of the gas turbine engine.

Каждое из входных воздушных разгрузочных отверстий 14, имеющее по существу форму параллелепипеда, связано с разгрузочным клапаном 10, предназначенным для регулирования расхода компрессора 114 высокого давления. Что касается, наружной кольцевой обечайки 129, то она ограничивает внутреннюю часть, по отношению к оси Х-Х пространства прохождения вторичного потока или вторичного проточного тракта 126, вторичного потока F2 газотурбинного двигателя и содержит выходные воздушные разгрузочные отверстия, расположенные на выходе фланца и распределенные в окружном направлении вокруг оси Х-Х.Each of the substantially parallelepiped-shaped inlet air unloading holes 14 is associated with an unloading valve 10 for regulating the flow of the high pressure compressor 114. As for the outer annular shell 129, it limits the inner part, with respect to the X-X axis of the secondary flow space or secondary flow path 126, of the secondary flow F2 of the gas turbine engine and contains outlet air relief holes located at the outlet of the flange and distributed in circumferential direction around the X-X axis.

Ступица 11 промежуточного кожуха 12 содержит, например, двенадцать входных отверстий 14, равномерно распределенных вокруг продольной оси Х-Х газотурбинного двигателя, и, соответственно, двенадцать разгрузочных клапанов 10.The hub 11 of the intermediate casing 12 contains, for example, twelve inlet openings 14, uniformly distributed around the longitudinal axis X-X of the gas turbine engine, and, accordingly, twelve unloading valves 10.

На фиг. 3 более детально показан участок разгрузочного клапана 10 промежуточного кожуха 12 газотурбинного двигателя 100 в соответствии с изобретением.In fig. 3 shows in more detail a portion of the unloading valve 10 of the intermediate casing 12 of a gas turbine engine 100 in accordance with the invention.

Каждый разгрузочный клапан 10 промежуточного кожуха 12 содержит затвор 16, который по существу имеет форму параллелепипеда, отвечающую форме соответствующего входного воздушного разгрузочного отверстия 14. Затвор 16 предназначен для обеспечения герметичности между первичным потоком F1 и вторичным потоком F2 и для обеспечения расхода разгрузки между первичном потоком F1 и вторичным потоком F2 в зависимости от программы управления разгрузочным клапаном 10.Each relief valve 10 of the intermediate casing 12 includes a valve 16 that is substantially parallelepiped shaped to match the shape of a corresponding inlet air discharge opening 14. The valve 16 is designed to provide a seal between the primary flow F1 and the secondary flow F2 and to provide a discharge flow between the primary flow F1 and secondary flow F2 depending on the control program for unloading valve 10.

Затвор 16 изготовлен, например, посредством литья под давлением соответствующего пластического материала, например, такого как термопластический материал типа РЕЕК (полиэфирэфиркетон) или ULMET® (полиэфиримид). Материал затвора 16 может быть также усилен волокнами, такими как стекловолокна.The valve 16 is manufactured, for example, by injection molding of a suitable plastic material, such as a thermoplastic material such as PEEK (polyetheretherketone) or ULMET® (polyetherimide). The material of the shutter 16 may also be reinforced with fibers, such as glass fibers.

Разгрузочный клапан 10 содержит также поворотные средства 18 для поворота затвора 16 вокруг поперечной оси, которая по существу является касательной к промежуточному кожуху 12 и которая проходит по существу вдоль входного периферического края затвора 16.The unloading valve 10 also includes pivoting means 18 for rotating the valve 16 about a transverse axis that is substantially tangent to the intermediate casing 12 and which extends substantially along the upstream peripheral edge of the valve 16.

Таким образом, затвор 16 является подвижным в угловом направлении за счет поворота вокруг поперечной оси между положением закрывания, в котором внутренняя поверхность 161 затвора совмещена с поверхностью внутренней кольцевой обечайки 128 промежуточного кожуха 12, и положением открывания этого отверстия 14, в котором затвор 16 имеет наклон под углом около 60° внутрь полости ступицы 11 промежуточного кожуха 12 по отношению к положению закрывания.Thus, the shutter 16 is movable in the angular direction due to rotation about a transverse axis between the closing position, in which the inner surface 161 of the shutter is aligned with the surface of the inner annular shell 128 of the intermediate casing 12, and the opening position of this hole 14, in which the shutter 16 is inclined at an angle of about 60° inside the cavity of the hub 11 of the intermediate casing 12 in relation to the closing position.

Чтобы обеспечивать герметичность первичного проточного тракта 124 в положении закрывания разгрузочного клапана 10, последний содержит уплотнительную прокладку 20, расположенную вдоль периферических краев 162 (боковых, входного и выходного) затвора 16.To ensure the tightness of the primary flow path 124 in the closing position of the unloading valve 10, the latter includes a sealing gasket 20 located along the peripheral edges 162 (side, inlet and outlet) of the valve 16.

На фиг. 4 в разрезе представлен пример выполнения уплотнительной прокладки 20, установленной на затворе 16 разгрузочного клапана 10.In fig. Figure 4 shows a cross-section of an example of a sealing gasket 20 installed on the valve 16 of the unloading valve 10.

На фиг. 4 представлен упрощенный вид в разрезе участка разгрузочного клапана газотурбинного двигателя, иллюстрирующий поведение заявленной уплотнительной прокладки в положении закрывания.In fig. 4 is a simplified cross-sectional view of a section of a gas turbine engine unloader valve, illustrating the behavior of the inventive sealing gasket in the closing position.

Уплотнительная прокладка 20 содержит первую часть 21, форма которой предусмотрена для обеспечения посадки вокруг периферических краев 162 затвора 16. Таким образом, первая часть 21 образует средства зацепления уплотнительной прокладки 20, обеспечивающие ее удержание на затворе 16.The gasket 20 includes a first portion 21 that is shaped to provide a fit around the peripheral edges 162 of the valve 16. Thus, the first portion 21 provides means for engaging the gasket 20 to retain it on the valve 16.

Первая часть 21 имеет, например, общую U-образную форму. Эта первая часть 21 U-образной формы предназначена для посадки вокруг периферических краев 162 затвора 16 и образует средства зацепления уплотнительной прокладки 20 на затворе 16. Таким образом, уплотнительная прокладка 20 удерживается на затворе 16 за счет посадки, затем возможного клеевого крепления первой части 21 U-образной формы на периферических краях 162 затвора 16.The first part 21 has, for example, an overall U-shape. This first U-shaped portion 21 is designed to fit around the peripheral edges 162 of the valve 16 and forms a means of engaging the gasket 20 on the valve 16. Thus, the gasket 20 is held on the valve 16 by the fit, then possible adhesive attachment of the first part 21 U -shaped on the peripheral edges 162 of the shutter 16.

Предпочтительно уплотнительную прокладку 20 приклеивают на периферических краях 162 затвора через эту первую часть 21 U-образной формы.Preferably, a sealing gasket 20 is adhered to the peripheral edges 162 of the shutter through this first U-shaped portion 21.

В продолжении этой первой части 21 U-образной формы (то есть в направлении первичного проточного тракта) уплотнительная прокладка 20 содержит зону материала, образующую шарнир 22, имеющий общую С-образную форму, направление кривизны которого изменено на обратное относительно первой части 21, поэтому эти две части 21, 22 образуют вместе форму перевернутого S.Continuing this first U-shaped portion 21 (i.e., in the direction of the primary flow path), the seal 20 contains a zone of material forming a joint 22 having an overall C-shape, the direction of curvature of which is reversed relative to the first portion 21, so that the two parts 21, 22 form together an inverted S shape.

В продолжении первой части 21 U-образной формы шарнир 22 содержит изогнутый первый участок 22а, образующий загиб, и по существу прямолинейный второй участок 22b, ориентированный по существу параллельно наружной поверхности 211 уплотнительной прокладки 20 (по меньшей мере в своем номинальном положении, то есть в отсутствие давления в первичном проточном тракте 124). Изогнутый первый участок 22а образует точку поворота уплотнительной прокладки 20, деформирующуюся во время создания давления в первичном проточном тракте 124.Continuing with the first U-shaped portion 21, the hinge 22 includes a curved first portion 22a defining a fold, and a substantially straight second portion 22b oriented substantially parallel to the outer surface 211 of the sealing gasket 20 (at least in its nominal position, i.e. lack of pressure in the primary flow path 124). The curved first portion 22a forms a pivot point for the seal 20 to deform during pressurization of the primary flow path 124.

В продолжении шарнира 22 уплотнительная прокладка 20 содержит уплотнительную кромку 24, имеющую меньшие размеры, чем шарнир 22. Уплотнительная кромка 24 является гибкой кромкой, предназначенной для вхождения в контакт с внутренней стенкой внутренней кольцевой обечайки 128 промежуточного кожуха 12 для обеспечения воздухонепроницаемости между первичным проточным трактом 124 и вторичным проточным трактом 126.Continuing from the hinge 22, the sealing gasket 20 includes a sealing lip 24 that is smaller in size than the hinge 22. The sealing lip 24 is a flexible lip designed to engage the inner wall of the inner annular shell 128 of the intermediate casing 12 to provide an airtight seal between the primary flow path 124 and secondary flow path 126.

В основании уплотнительной кромки 24, то есть противоположно к ее свободному концу, уплотнительная прокладка 20 содержит средство «предотвращения разгибания» уплотнительной кромки 24, выполненное с возможностью усиления конструкции прокладки 20 на уровне основания уплотнительной кромки 24. At the base of the sealing edge 24, that is, opposite to its free end, the sealing lip 20 includes a means of "preventing unbending" of the sealing edge 24, configured to strengthen the structure of the gasket 20 at the level of the base of the sealing edge 24.

Согласно примеру выполнения, средство предотвращения разгибания образовано изогнутым участком 23, имеющим общую С-образную или V-образную форму (при этом внутренняя сторона кривизны обращена к воздушному потоку под давлением, поступающему из первичного проточного тракта 124), толщина которого больше, чем толщина остальной части уплотнительной прокладки 20, поэтому он образует усиленную зону, менее гибкую, чем шарнир 22 и уплотнительная кромка 24. Этот изогнутый участок 23 расположен между шарниром 22 и уплотнительной кромкой 24.According to an exemplary embodiment, the anti-unbending means is formed by a curved portion 23 having an overall C- or V-shape (with the inner side of the curvature facing the pressurized air flow coming from the primary flow path 124), the thickness of which is greater than the thickness of the rest part of the sealing gasket 20, so it forms a reinforced zone that is less flexible than the hinge 22 and the sealing lip 24. This curved section 23 is located between the hinge 22 and the sealing lip 24.

Этот изогнутый и толстый участок 23, который в дальнейшем тесте описания будет называться пяткой, образует утолщение или буртик между шарниром 22 и уплотнительной кромкой 24 уплотнительной прокладки 20. Пятка 23 предназначена для повышения жесткости основания уплотнительной кромки 24 (которая по своей природе является относительно гибкой), чтобы препятствовать ее разгибанию во время работы.This curved and thick portion 23, which will be referred to as a heel in the following test description, forms a bulge or bead between the hinge 22 and the sealing lip 24 of the sealing gasket 20. The heel 23 is intended to increase the rigidity of the base of the sealing lip 24 (which is relatively flexible in nature). to prevent it from unbending during operation.

Благодаря своей большей толщине, пятка 23 образует опору или упор, ограничивающий деформацию уплотнительной прокладки 20 под действием давления, в частности, на уровне шарнира 22.Due to its greater thickness, the heel 23 forms a support or stop that limits the deformation of the sealing gasket 20 under the influence of pressure, in particular at the level of the hinge 22.

Эти две функции обеспечиваются, в частности, С-образной формой пятки, а также утолщением материала на уровне этого участка.These two functions are provided, in particular, by the C-shaped shape of the heel, as well as by the thickening of the material at the level of this area.

Пятка 23 позволяет «ограничить» общую гибкость уплотнительной прокладки 20 и, в частности, уплотнительной кромки 24. Таким образом, уплотнительная прокладка 20 имеет достаточную гибкость на уровне уплотнительной кромки 24, гарантирующую хорошее уплотнение в сложных условиях использования газотурбинного двигателя и одновременно обеспечивающую достаточную жесткость в основании уплотнительной кромки 24, чтобы избегать слишком сильной деформации уплотнительной прокладки 20 под давлением, а также разгибания уплотнительной кромки 24 под действием сильного потока разгрузки.The heel 23 allows to "limit" the overall flexibility of the sealing gasket 20 and, in particular, the sealing lip 24. Thus, the sealing gasket 20 has sufficient flexibility at the level of the sealing lip 24, guaranteeing good sealing in difficult conditions of use of a gas turbine engine and at the same time providing sufficient rigidity in base of the sealing lip 24 to avoid excessive deformation of the sealing gasket 20 under pressure, as well as unbending of the sealing lip 24 under the influence of a strong discharge flow.

На фиг. 5-7 представлены различные виды в разрезе, иллюстрирующие поведение заявленной уплотнительной прокладки 20 в зависимости от ситуации.In fig. 5-7 are various cross-sectional views illustrating the behavior of the inventive sealing gasket 20 depending on the situation.

На фиг. 5 показано поведение заявленной уплотнительной прокладки в положении закрывания входного воздушного разгрузочного отверстия 14 затвором 16, когда первичный проточный тракт находится под давлением.In fig. 5 shows the behavior of the inventive sealing gasket in the position of closing the inlet air relief hole 14 with the valve 16, when the primary flow path is under pressure.

На фиг. 6 показано поведение заявленной уплотнительной прокладки 20 во время открывания затвора 16 (в частности, в начале открывания).In fig. 6 shows the behavior of the inventive sealing gasket 20 during opening of the shutter 16 (in particular, at the beginning of opening).

На фиг. 7 показано поведение заявленной уплотнительной прокладки, когда затвор 16 полностью открыт и пропускает часть первичного потока F1 первичного проточного тракта 124 во вторичный поток F2 вторичного проточного тракта 126.In fig. 7 shows the behavior of the inventive sealing gasket when the valve 16 is fully open and passes a portion of the primary flow F1 of the primary flow path 124 into the secondary flow F2 of the secondary flow path 126.

Как показано на фиг. 5, особая архитектура заявленной уплотнительной прокладки 20 позволяет оптимизировать контакт между уплотнительной кромкой 24 и внутренней кольцевой обечайкой 128 промежуточного кожуха 12 за счет контролируемой деформации уплотнительной прокладки 20. Во время создания дифференциального давления, обозначенного на фигурах символом Р+, шарнир 22 деформируется на уровне поворотной точки первого участка 22а. Действительно, под действием более высокого давления первичного проточного тракта 124 первый участок 22а С-образной формы шарнира 22 деформируется и сжимается, изменяя положение пятки 23 по отношению к ее номинальному положению, и она приближается к первой части 21 U-образной формы. Таким образом, пятка 23 нажимает на нижний участок первой части 21 U-образной формы, что приводит уплотнительную кромку 24 в устойчивое положение контакта с внутренней кольцевой обечайкой 128 промежуточного кожуха 12. Повышение давления в первичном проточном тракте 124 может даже еще больше прижать уплотнительную кромку 24 к внутренней кольцевой обечайке 128 промежуточного кожуха 12, усиливая таким образом уплотнение на уровне отверстия 14. Пятка 23, которая имеет более значительную толщину, чем пространство утечки между затвором 16 и внутренней кольцевой обечайкой 128 промежуточного кожуха 12, предпочтительно образует пробку. Размеры пятки 23 определены таким образом, чтобы контролировать деформацию уплотнительной прокладки 20 на уровне шарнира 22 и гарантировать таким образом положение уплотнительной кромки 24 повторяемым образом, чтобы обеспечивать оптимальную герметичность во время создания давления.As shown in FIG. 5, the special architecture of the inventive sealing gasket 20 makes it possible to optimize the contact between the sealing edge 24 and the inner annular shell 128 of the intermediate casing 12 due to controlled deformation of the sealing gasket 20. During the creation of a differential pressure, indicated in the figures by the symbol P+, the hinge 22 is deformed at the level of the rotary points of the first section 22a. Indeed, under the influence of the higher pressure of the primary flow path 124, the first C-shaped portion 22a of the hinge 22 is deformed and compressed, changing the position of the heel 23 with respect to its nominal position, and it moves closer to the first U-shaped portion 21. Thus, the heel 23 presses against the lower portion of the first U-shaped portion 21, which brings the sealing lip 24 into a stable contact position with the inner annular shell 128 of the intermediate casing 12. Increasing pressure in the primary flow path 124 can even further press the sealing lip 24 to the inner annular shell 128 of the intermediate casing 12, thereby enhancing the seal at the level of the hole 14. The heel 23, which has a greater thickness than the leakage space between the valve 16 and the inner annular shell 128 of the intermediate casing 12, preferably forms a plug. The dimensions of the heel 23 are determined to control the deformation of the sealing gasket 20 at the level of the hinge 22 and thus ensure that the sealing lip 24 is positioned in a repeatable manner to provide an optimal seal during pressure application.

Во время открывания затвора 16, как показано на фиг. 6, уплотнительная прокладка 20 обеспечивает герметичность до определенного наклона затвора 16, например, до наклона менее 0,5°, между его первоначальным закрытым положением и началом его поворота за счет сохранения нажатия уплотнительной кромки 24 на стенку промежуточного кожуха 12. Во время этой фазы положение и форма уплотнительной кромки 24 обеспечиваются за счет нажатия, создаваемого на уровне пятки 23 под действием разности давления между камерами. Когда контактное давление, создаваемое уплотнительной кромкой 24, становится меньше давления первичного проточного тракта, уплотнительная прокладка 20 обеспечивает постепенную, а не резкую разгрузку первичного проточного тракта в зависимости от наклона затвора 16, так как уплотнительная кромка 4 не разгибается. Регулирование так называемой мертвой зоны между первоначальным закрытым положением и началом поворота затвора 16 производят, регулируя толщину пятки 23 и, следовательно, положение уплотнительной кромки 24 таким образом, чтобы изменить минимальный угол наклона для достижения начала расхода утечки.While the shutter 16 is opening, as shown in FIG. 6, the sealing gasket 20 provides a seal up to a certain inclination of the valve 16, for example, up to an inclination of less than 0.5°, between its initial closed position and the beginning of its rotation by maintaining the pressure of the sealing edge 24 on the wall of the intermediate casing 12. During this phase, the position and the shape of the sealing edge 24 is ensured by the pressure created at the level of the heel 23 under the influence of the pressure difference between the chambers. When the contact pressure created by the sealing edge 24 becomes less than the pressure of the primary flow path, the sealing gasket 20 provides a gradual, rather than sudden, unloading of the primary flow path depending on the inclination of the valve 16, since the sealing edge 4 does not unbend. Adjustment of the so-called dead zone between the initial closed position and the start of rotation of the valve 16 is done by adjusting the thickness of the heel 23 and, therefore, the position of the sealing lip 24 so as to change the minimum angle of inclination to achieve the start of the leakage flow.

В положении полного открывания затвора 16, как показано на фиг. 7, пятка 23 сохраняет контакт с первой частью 21 U-образной формы под действием разгрузочного потока, показанного стрелками на уровне отверстия 14. С учетом размеров уплотнительной кромки 24 и присутствия пятки 23, ограничивающей деформацию уплотнительной кромки 24, уплотнительная кромка 24 остается на месте и не разгибается, как это происходило на прокладках с кромками из известных решений. Таким образом, заявленная уплотнительная прокладка 20 остается без изменений, и герметичность обеспечивается во время следующих циклов кинематики открывания/закрывания без снижения эффективности и без повреждения уплотнительной прокладки 20 во время различных фаз закрывания.In the fully open position of the shutter 16, as shown in FIG. 7, the heel 23 maintains contact with the first U-shaped portion 21 under the action of the relief flow shown by the arrows at the level of the hole 14. Given the dimensions of the sealing edge 24 and the presence of the heel 23 limiting the deformation of the sealing edge 24, the sealing edge 24 remains in place and does not bend, as happened on gaskets with edges from known solutions. Thus, the claimed sealing gasket 20 remains unchanged and sealing is ensured during subsequent cycles of the opening/closing kinematics without loss of efficiency and without damage to the sealing gasket 20 during the various closing phases.

Заявленная уплотнительная прокладка 20 выполнена из эластомерного материала, например, из силикона. Ее можно усилить по меньшей мере на одной части волокнами во внутренней структуре, например, ткаными или неткаными стекловолокнами. Предпочтительно уплотнительная прокладка 20 усилена на уровне первой части 21 U-образной формы. Предпочтительно уплотнительную прокладку 20 усиливают на уровне первой части 21 U-образной формы при помощи ткани из стекловолокон или полиэфирных волокон.The claimed sealing gasket 20 is made of an elastomeric material, for example, silicone. It can be reinforced in at least one part with fibers in the internal structure, for example woven or non-woven glass fibers. Preferably, the sealing gasket 20 is reinforced at the level of the first U-shaped part 21. Preferably, the sealing gasket 20 is reinforced at the level of the first U-shaped part 21 with a fabric made of glass fibers or polyester fibers.

Чтобы свести к минимуму трения уплотнительной кромки 24 во время закрывания и избежать, таким образом, ее деградации во время различных циклов кинематики открывания/закрывания, уплотнительная кромка 24 имеет контактную поверхность 241 с низким коэффициентом трения. Предпочтительно на поверхность 241, предназначенную для вхождения в контакт с промежуточным кожухом 12, наносят средства для минимизации коэффициента трения. Предпочтительно уплотнительная кромка 24 содержит антифрикционную ткань на уровне контактной поверхности 241, предназначенной для вхождения в контакт с промежуточным кожухом 12, например, антифрикционную ткань, выполненную из волокон полиэфира или мета-арамида.To minimize friction of the sealing edge 24 during closing and thus avoid its degradation during various opening/closing kinematic cycles, the sealing edge 24 has a low friction contact surface 241. Preferably, the surface 241 intended to come into contact with the intermediate casing 12 is provided with means to minimize the coefficient of friction. Preferably, the sealing lip 24 includes an anti-friction fabric at the level of the contact surface 241 designed to come into contact with the intermediate casing 12, for example, an anti-friction fabric made from polyester or meta-aramid fibers.

Заявленная уплотнительная прокладка 20 позволяет минимизировать вышеупомянутую мертвую зону таким образом, чтобы угловое изменение сверх 0,5° открывания затвора позволяло изменить расход разгрузки первичного проточного тракта. Таким образом, заявленная уплотнительная прокладка позволяет осуществлять точное управление разгрузочными клапанами 10.The inventive sealing gasket 20 allows the aforementioned dead zone to be minimized such that an angular change beyond 0.5° of valve opening allows the discharge flow rate of the primary flow path to change. Thus, the claimed sealing gasket allows precise control of the unloading valves 10.

Заявленная уплотнительная прокладка 20 позволяет также производить постепенную и равномерную разгрузку, что облегчает управление разгрузочными клапанами 10.The claimed sealing gasket 20 also allows for gradual and uniform unloading, which makes it easier to control the unloading valves 10.

Изобретение не ограничивается вариантом выполнения, описанным со ссылками на фигуры, и можно предусмотреть его версии, не выходя за рамки изобретения.The invention is not limited to the embodiment described with reference to the figures, and versions thereof can be envisaged without departing from the scope of the invention.

Claims

1. A sealing gasket (20) configured to be mounted on a first element of the gas turbine engine (100), such as the shutter (16) of the unloading valve (10), and supported by a second element (11, 12, 128) of the gas turbine engine, such as the hub (11) of the intermediate casing (12), wherein said sealing gasket is characterized in that it contains:

- engagement means (21) for mounting said gasket on said first element, having a generally U-shape;

- a sealing lip (24) providing airtightness by contact and designed to rest on said second element (11, 12, 128);

- means (23) for preventing unbending of said sealing edge (24), increasing the rigidity of the sealing gasket (20) at the base of the sealing edge (24);

- a hinge (22) having a curved portion (22a) with a generally C-shape, and located between the engagement means (21) and the extension preventing means (23), the generally C-shape having a direction of curvature in the opposite direction relative to the first part (21).

2. The sealing gasket (20) according to claim 1, characterized in that said curved portion (22a) is configured to deform and change the relative position of the extension preventing means (23) when the sealing gasket (20) is subjected to air pressure.

3. Sealing gasket (20) according to one of paragraphs. 2, 3, characterized in that the means (23) for preventing extension form a stop to limit elastic deformation of the curved section (22a) of the hinge (22) when air pressure acts on the sealing gasket (20).

4. Sealing gasket (20) according to one of paragraphs. 2-4, characterized in that the means (23) for preventing unbending are formed by a bead of material.

5. Sealing gasket (20) according to one of paragraphs. 1-4, characterized in that the engagement means (21) for installing said spacer on said first element comprise reinforcing fibers coated with an elastomeric material.

6. Sealing gasket (20) according to one of paragraphs. 1-5, characterized in that the sealing edge (24) is covered with anti-friction fabric.

7. A shutter (16) of the unloading valve (10), comprising a peripheral edge (162), characterized in that it contains a sealing gasket (20) according to one of the previous paragraphs, installed on said peripheral edge (162) by means of engagement means (21). .

8. Unloading valve (10), characterized in that it contains a shutter (16) according to the previous paragraph, wherein said shutter (16) is rotatable around an axis of rotation between the closing position of the air passage hole (14) and the opening position of this hole ( 14).

9. An intermediate casing (12) of a gas turbine engine (100), containing a plurality of unloading valves (10) according to the previous paragraph, ensuring tightness at the level of a plurality of air passage holes (14).

10. Gas turbine engine (100), characterized in that it contains a low-pressure compressor (112), a high-pressure compressor (114) and an intermediate casing (12) according to the previous paragraph, located longitudinally between the low-pressure compressor (112) and the compressor (114) high pressure.