UA77434C2 - Вузол секторів направляючого апарата турбіни у корпусі - Google Patents

Abstract

Вузол секторів направляючого апарата турбіни у корпусі містить два фланці, встановлені опорними поверхнями на корпус, гак, що заходить під криволінійну крайку одного з фланців для запобігання доцентровим переміщенням секторів. Він містить рухому кінцеву пластину, розміщену між фланцями, і засоби кріплення цієї кінцевої пластини на корпусі, при цьому гак розміщений на кінцевій пластині, а кінцева пластина і корпус мають плоскі опорні поверхні взаємодії, орієнтовані в осьовому напрямку, причому засоби кріплення містять установні штирі, що проходять у радіальному напрямку крізь корпус, а кінцева пластина зафіксована між корпусом і установними штирями, причому ця кінцева пластина має напрямок установки у бік фланця, що має згадану криволінійну крайку.

Description

Опис винаходу

Винахід стосується вузла секторів направляючого апарата, що несе нерухомі лопатки і забезпечує корекцію 2 потоку газу в турбомашині, у корпусі, в якому розміщений статор цієї машини.

Зовнішній потік газів із турбомашини обмежується секторами направляючого апарата і секторами патрубка, що чергуються уздовж машини і встановлені один за одним і на корпусі, в основному, за рахунок перекриття гаків. Звертаючись до Фіг.1, де зображений уже відомий вузол, відзначаємо, що спрямляючий сектор 1 несе пару фланців 2 і З вузла, розташованих відповідно попереду і позаду, причому посадка обох цих фланців здійснена за 70 допомогою кінцевих гаків 4 і 5, що проходять у поздовжньому напрямку машини. Кінцевий гак 4, розташований попереду, розміщений на гаку б корпуса 7 за допомогою пари взаємодіючих опорних поверхонь 8, що запобігають доцентровим радіальним переміщенням секторів 1 у машині; кінцевий гак 5 іншого фланця З упирається в радіальному напрямку назовні в корпус 7 за допомогою пари поверхонь 9, а у задньому напрямку упирається в другий гак 10 корпуса 7 за допомогою пари плоских стопорних поверхонь 11. Навколо другого гака 12.10 ї нижче другого кінцевого гака 5 розташована затискна скоба 12, що також перешкоджає доцентровим переміщенням секторів 1. Сектори 1 містять кілька виступів 13, спрямованих уперед, які оточують задні частини сегментів 14 патрубка, що є між ними і першими гаками.

Цей вузол запобігає переміщенням секторів 1, обумовленим радіальними й осьовими навантаженнями, які орієнтовані у задньому напрямку і вплив яких відбувається під час роботи турбомашини. Монтаж такої конструкції виявляється не дуже зручним, оскільки сектори 1 доводиться нахиляти в корпусі 7 так, що фланець

З, розташований ззаду, заходить всередину другого гака 10 перед повертанням їх навколо кінцевого гака 4, розташованого попереду, внаслідок чого кінцевий гак 5 опиняється за гаками 10, переміщуючись у радіальному напрямку назовні. Для виконання такого монтажу необхідно мати два основних комплекти "ротор - статор" у внутрішньому потоці, що негативно відбивається на ущільненнях між ротором і статором. І, нарешті, мабуть, с найсерйознішим недоліком такого вузла є самий факт існування гаків б і 10, оскільки усі вони виконані як Ге) єдине ціле з корпусом 7 і зазнають дії значних механічних і температурних напружень, оскільки перебувають поруч із потоком гарячих газів. У зв'язку з цим, ці гаки, як і самий корпус 7, необхідно виготовляти із достатньо тривкого матеріалу, що само по собі не є необхідним, оскільки корпус піддається впливу більш низьких температур, а в гаках б і 10 можуть виникати тріщини від утоми, поширення яких, кінець кінцем, З призводить до необхідності заміни всього корпуса 7. со

У зв'язку з цим, виникає потреба у вдосконаленні існуючої складної і дорогої конструкції корпуса таким чином, щоб спростити монтаж спрямляючих секторів даного вузла, який би при цьому набував більшої М жорсткості і ставав менш складним. Даний винахід задовольняє цій потребі. У своїй узагальненій формі він ча стосується вузла секторів кільця направляючого апарата в корпусі, причому ці сектори містять два фланці, встановлені опорними поверхнями на корпус, і гак, що заходить під криволінійну крайку одного з фланців для в запобігання доцентровим переміщенням секторів, який відрізняється тим, що він містить рухому кінцеву пластину, розміщену між фланцями, і засоби для кріплення цієї кінцевої пластини на корпусі, при цьому гак розміщений на кінцевій пластині, а кінцева пластина і корпус містять плоскі взаємодіючі опорні поверхні, « орієнтовані в осьовому напрямку, причому кріпильні засоби містять настановні штирі, що проходять у З 50 радіальному напрямку крізь корпус, а кінцева пластина зафіксована між корпусом і настановними штирями, с причому ця кінцева пластина має напрямок установки, орієнтований у бік фланця, що має згадану криволінійну з» крайку.

Гак, який є найбільш напруженим елементом вузла, тепер можна виготовляти з набагато більшою свободою, оскільки він розташований тепер на рухомій кінцевій пластині і тому відокремлений від корпуса. У разі необхідності цей гак можна легко замінити. І, нарешті, установку здійснюють шляхом лінійного переміщення і звичайної кінцевої пластини, простішого, ніж обертальний рух в з'єднаннях секторів. -І Такий вузол стає дуже зручним, якщо гак має конічну зовнішню поверхню, принаймні на центральній ділянці під криволінійною крайкою, скошену в напрямку фланця, що має згадану криволінійну крайку. т- Слід зазначити, що в документах (О5, 3,892,497, 01.07.1975 і (5, 5,618,161, 08.04.1997) описані со 20 конструкції, де сектори направляючого апарата зафіксовані за допомогою носіїв гака, який завдяки цьому є відокремленим від корпуса, але кінцеві пластини розміщені іншим чином і встановлені не шляхом поступового

Т» руху, а шляхом нахилу. Вони повинні розділятися на сектори, у зв'язку з чим конструкція та її вузли тут залишаються складними.

Крім вищезгаданих, досягти поставленої цілі можна за допомогою також інших конструкцій, кращими серед 22 якихє ті, що запропоновані даним винаходом. Різноманітні аспекти даного винаходу докладніше розглядаються

ГФ) нижче з посиланнями на додані креслення, при цьому: юю на Фіг.1 показано вузол відомої конструкції, що уже описаний; на Фіг.2 показано вузол згідно з даним винаходом; на Фіг.3 пояснюється спосіб монтажу. 60 На поданих кресленнях корпус позначений позицією 21. Його загальна форма нагадує форму вищеописаного корпуса, але його діаметр зменшується в напрямку передньої частини, через що його форма має невелику конусність у місці, на яке спрямована увага даного винаходу.

Нові спрямляючі сектори позначені позицією 20 і, як і раніше, містять фланці 22 і 23 попереду і позаду, установлені за допомогою кінцевих гаків 24 і 25, причому обидва вони загнуті у задньому напрямку; кінцеві бо гаки 24 і 25 у даному випадку опираються на корпус 21 за допомогою взаємодіючих опорних поверхонь 26 і 27,

орієнтованих у радіальному напрямку, і за допомогою плоских опорних поверхонь 28 і 29, орієнтованих в осьовому напрямку напроти один одному. На відміну від відомої конструкції, новий вузол є значно стійкішим.

Важливим елементом запропонованого технічного рішення є кінцева пластина 30, яка також опирається на

Корпус 21 за допомогою плоских взаємодіючих опорних поверхонь 31, орієнтованих в осьовому напрямку, і несе на своїй крайці гак 32, який спрямований уперед і проходить під кінцевим гаком 24 першого фланця 22. Кінцева пластина ЗО простягається на повний оборот. Як і у відомій конструкції, спрямляючі сектори 20 несуть спрямований уперед виступ 33 для фіксації сусідніх секторів 34 патрубка під ними. Можна бачити також інший виступ 35, розташований під другим кінцевим гаком 25 і призначений для опирання секторів 36 патрубка напроти 70 попередніх.

Настановні штирі 37 проходять із можливістю регулювання крізь корпус 21 у радіальному напрямку й утримують кінцеву пластину ЗО у положенні опирання на корпус 21 завдяки зчепленню позаду останнього і блокують пластину в осьовому напрямку.

Нова конструкція позбавлена гака б описаного корпуса 7, і замість нього в ній використовується гак 32 /5 Кінцевої пластини ЗО, завдяки чому слабке місце корпуса 7 тут усунуте. Гака 10 для іншого фланця З нова конструкція повністю не позбавилася, оскільки другий кінцевій гак 25 тут розташований позаду ребра 19 корпуса 21, що забезпечує ті ж функції опирання для фланця 23. Але слід підкреслити, що при цьому ребро 19, яке є більш масивним і у меншому ступені видається, ніж гак 10, навантажене значно менше. Така модифікація гака 10, наявного в конструкції, показаній на Фіг.1, мала б обмежене застосування, якби в ній зберігся гак 6,

Котрий довелося б зробити значно більш виступаючим, щоб забезпечити установку спрямляючих секторів 1 шляхом їх осьового переміщення | наступного обертового руху. Сумуючи вищевикладене, слід зазначити, що усунення із цієї конструкції слабкого місця, яке являє собою гак б корпуса 7, становить інтерес і повинно бути враховане при усуненні іншого слабкого місця, яке являє собою гак 10.

Усунення гаків б і 10 або заміна їх більш простими конструктивними елементами зменшує механічне сч г5 навантаження і, разом з цим, ризик виникнення ушкоджень у корпусі 21, спрощуючи водночас виготовлення запропонованої конструкції. її можна виготовити з матеріалу, менш дорогого, ніж матеріал корпуса 7. Значному і) перегріву, як і раніше, піддаються тільки гак 32 і його кінцева пластина ЗО, що змушує виготовляти їх із підходящого для таких умов матеріалу.

Спрямляючі сектори 20 піднімаються шляхом одного лише радіального переміщення від центра (Фіг.3) «г

Зо Ковзанням одна по одній пари опорних поверхонь 28 і 29, яке можна здійснювати шляхом переміщення кінцевої пластини ЗО уперед до зупинення у поверхонь 31, при цьому насаджування гака 32 здійснюється по його о зовнішній поверхні, одна центральна поверхня 38 якого є, принаймні, конічною, скошеною вперед, що зумовлює «г підйом першого кінцевого гака 24 на цю поверхню 38 по мірі просування гака 32. Коли кінцевій гак 24 проходить поверхню 38, зупиняючись на задній циліндричній ділянці 39 верхньої поверхні гака 32, спрямляючі сектори 20 ї-

Зв уводяться на своє місце. Слідом за цим для осьового блокування кінцевої пластини 30 штирі 37 вставляють у ї- передбачені для них отвори.

Переміщення кінцевої пластини 30 уперед можна здійснювати дуже легко за допомогою спеціального інструмента, часто застосовуваного у складанні і розбиранні турбомашин. Таким інструментом може бути валик, встановлений у корпусі, що служить опорою для спрямляючих секторів 1, а також штовхальні пристрої для «

Натискання на задню ділянку кінцевої пластини 30 через наскрізні отвори 42, просвердлені в іншому фланці 23. з с Слід зауважити, що одним із головних механічних навантажень, що діють на спрямляючі сектори 1 або 20, є зусилля, що прикладається до задньої ділянки і створюється потоком повітря через останню. Це зусилля ;» передається за посередництвом руху нахилу навколо опорних точок секторів на корпусі 7 або 21 і дією відцентрового радіального зусилля на гак 6 або 32, що робить його уразливим; проте послідовність руйнування мала б менш серйозні наслідки на гаку 32, ніж на гаку 6, оскільки достатньо було б замінити кінцеву пластину -І ЗО, а не весь корпус 7. Гак 32 забезпечує радіальне опирання на внутрішні поверхні на секторах 20, майже аналогічне опиранню гака 6 на сектори 1, оскільки на останніх є гак 24, а він створює більш жорсткий вузол,

Ш- ніж гак б, навіть незважаючи на те, що не є єдиним цілим із корпусом 21, за рахунок утримання гака 24 їх притиснутим до корпуса 21 опорними поверхнями 26; діаметр задньої ділянки 39 поверхні гака 32 можна вибрати так, щоб забезпечити прикладання бажаного зусилля натискування в цій точці. о Конусність поверхні 38 завжди дозволяє кінцевій пластині ЗО переміщатися безперешкодно. При цьому гак 32 ї» відіграє роль клина. Вузол залишається жорстким, хоча і стає спрощеним, якщо сектори 36 патрубка, що йдуть у задньому напрямку, містять виступаючий передній кінець 43, розташований на виступі З5 і такий, що заводиться на кінцевій гак 25 фланця 23 замість затискної скоби 12.

У разі потреби замінити кінцеву пластину З0, її можна легко витягти, якщо на місці є точки відгалуження, наприклад, внутрішні гвинтові різьби 53, що забезпечують захоплення згаданої пластини уздовж осей різьб, (Ф) реалізованих за допомогою отворів 42, і витягування її шляхом просування назад доти, поки вона не відпустить ка спрямляючі сектори 20.

Можна бачити, що кінцевій гак 24 першого фланця 22 спрямований назад, а гак 32, із яким зібраний перший бо фланець, спрямований уперед, на противагу традиційному компонуванню, показаному на Фіг.1. Перевага цієї зміни напрямку, що стала можливою завдяки усуненню обертового руху під час установки спрямляючих секторів 20, полягає в тому, що гак 32 і його кінцева пластина 30 замкнені між фланцями 22 і 23 в об'ємі, ізольованому від впливу температури газів сектором 20 направляючого апарата. бо

Claims (4)

Формула винаходу

1. Вузол секторів направляючого апарата турбіни у корпусі, який містить два фланці, встановлені опорними поверхнями на корпус, гак, що заходить під криволінійну крайку одного з фланців для запобігання доцентровим переміщенням секторів, який відрізняється тим, що містить рухому кінцеву пластину, розміщену між фланцями, і засоби кріплення цієї кінцевої пластини на корпусі, при цьому гак розміщений на кінцевій пластині, а кінцева пластина і корпус мають плоскі опорні поверхні взаємодії, орієнтовані в осьовому напрямку, причому засоби кріплення містять установні штирі, що проходять у радіальному напрямку крізь корпус, а кінцева пластина зафіксована між корпусом і установними штирями, причому ця кінцева пластина має напрямок установки у бік 70 фланця, що має згадану криволінійну крайку.

2. Вузол за п. 1, який відрізняється тим, що гак має зовнішню поверхню, принаймні на конічній ділянці, ця конічна ділянка заходить під криволінійну крайку, яка звужується в напрямку до фланця, що має згадану криволінійну крайку.

3. Вузол за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що опорні поверхні фланців на корпусі містять дві поверхні 75 радіальної орієнтації і дві поверхні осьової орієнтації.

4. Вузол за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що фланці мають виступи, до спрямляючих секторів примикають виступні кінці секторів патрубка, які заходять під криволінійну крайку фланця і розташовуються на виступах фланця. с щі 6) « (зе) « у і -

- . и? -і -і щ» (95) с» іме) 60 б5