Колесо турбомашини, оснащене лопатками

1. Колесо турбомашини, оснащене лопатками, що має диск (31), на периферійній частині якого розташована в осьовому напрямку сукупність чарунок, сукупність лопаток (33), основи яких утримуються в чарунках і які формують платформи (34), що обмежують з внутрішньої в радіальному напрямку сторони канали руху потоку газів (F), і розташовані в радіальному напрямку передні по потоку (35) і задні по потоку (36) стінки, що проходять від платформ (34) у напрямку периферійної частини диска, міжлопаткові порожнини (37), обмежені платформами й периферійною частиною диска, і пристрої герметизації згаданих міжлопаткових порожнин, виконаних у вигляді ущільнювальних оболонок (10), що мають кромки (12, 13, 14, 15), розширені в радіальному напрямку всередину й розташовані в порожнинах (37) навпроти стінок платформ двох сусідніх лопаток, яке відрізняється тим, що кожна ущільнювальна оболонка (10) має на одній зі своїх розширених кромок (12), передній по потоку або задній по потоку, еластичну зону (18) і радіальні стінки (35), що примикають до цієї кромки, з’єднані з платформами (34) лопаток за допомогою внутрішніх поверхонь (39), нахилених відносно 3 81764 4 осьовому напрямку, сук упність лопаток, основи можливість ковзати в радіальному напрямку яких утримуються у чарунках і які представляють всередину в разі припинення обертального руху платформи, призначені для обмеження з колеса з лопатками і має можливість ковзати в внутрішньої в радіальному напрямку сторони радіальному напрямку назовні під дією каналу руху потоку газів, і розташовані в відцентрових сил таким чином, щоб змусити радіальному напрямку передні й задні стінки, які згадану ущільнювальну оболонку переміщуватися проходять від платформ у напрямку периферійної в осьовому напрямку до радіальних стінок, частини диска, міжлопаткові порожнини, обмежені віддалених від еластичної зони для того, щоб платформами й периферійною частиною диска, і поліпшити герметизацію в цій зоні. пристрої герметизації міжлопаткових просторів, У випадку припинення обертального руху реалізовані у вигляді ущільнювальних оболонок, колеса з лопатками еластична зона ковзає в що мають кромки, розширені в радіальному радіальному напрямку всередину, внаслідок чого напрямку всередину і що розташовуються у ущільнювальна оболонка перестає відчува ти порожнинах навпроти стінок платформ двох механічні напруги й відходить від нижніх стінок сусідніх лопаток. двох платформ лопаток, принаймні в ділянках, З рівня техніки відомі [патенти ЕР 0851096, кл. безпосередньо сусідніх цій еластичній зоні. В тому F01D5/22, US 4505642, кл. F01D5/22], що випадку, коли колесо з лопатками приводиться в направлені на вирішення проблеми ущільнення. обертальний рух, відцентрові сили притискають На наведеній у додатку Фіг.1 поданий ущільнювальну оболонку до нижніх стінок схематичний перспективний вигляд герметизуючої платформ лопаток і пружні зусилля при цьому оболонки 1 відповідно до існуючого рівня техніки в штовхають протилежну розширену кромку в даній галузі, причому ця герметизуюча оболонка напрямку протилежних радіальних стінок має передню по потоку кромку 2 і задню по потоку еластичної кромки для забезпечення підвищення кромку 3, розширені всередину в радіальному герметичності в цьому місці. При цьому, оскільки напрямку, а також дві розширені скривлені еластичні зони завжди спираються на суміжні подовжні кромки, які щільно охоплюють радіальні радіальні стінки, забезпечується надійна поверхні лопаток під платформами. Передня по герметичність у цій зоні. потоку кромка 2 і задня по потоку кромка 3 Краще, щоб радіальні стінки, віддалені від призначені для розміщення в безпосередній еластичних зон, мали упори для обмеження близькості від розташованих поруч одна з одною осьового переміщення ущільнювальних оболонок передньої по потоку й задньої по потоку під дією відцентрових зусиль. радіальних стінок двох сусідніх лопаток для Радіальні стінки, що примикають до обмеження витоку газів через простір, що розділяє еластичних зон, мають також упори, призначені сусідні радіальні стінки лопаток. Верхня стінка 6 для обмеження ковзання цих еластичних зон у кожної ущільнювальної оболонки спирається на напрямку всередину. нижні поверхні двох сусідніх платформ під дією Відповідно до переважної відмітної ознаки відцентрових зусиль у тому випадку, коли дане даного винаходу еластичні зони обмежені в колесо приводиться в обертальний рух, і окружному напрямку двома вирізами, виконаними забезпечує герметичність зазору, що розділяє у відповідній розширеній кромці ущільнювальних сусідні платформи. За своєю конструкцією оболонок. Таке технічне рішення дозволяє розширені кромки практично не піддаються використовува ти запропонований винахід без деформації під дією відцентрових сил і при цьому додаткових витрат. передня по потоку розширена кромка 2 й задня по Даний винахід застосовується, зокрема, для потоку розширена кромка 3 будуть ефективно оснащення коліс з лопатками, використовуваних у притискатися до передньої по потоку й задньої по конструкції турбін. потоку радіальних стінок лопаток. Як це можна У цьому специфічному випадку еластична бачити на Фіг.2, кромки можуть виявитися зона розташовується на передній по потоку кромці віддаленими від суміжних радіальних стінок, що й величина кута нахилу її поверхні відносно призводить до виникнення витоків газів, радіальної площини перевищує величину кута позначених на Фіг.2 позицією f, між порожниною нахилу платформи лопатки відносно до осі під платформою й каналом течії потоку газів у цих обертання даної турбомашини. зонах, що має несприятливий вплив на коефіцієнт Інші характеристики й переваги даного корисної дії даного колеса з лопатками. винаходу розкриваються в нижче наданому описі Задача даного винаходу полягає в тому, щоб приклада його здійснення з посиланнями на фігури забезпечити найкращий контроль зони витоку під креслень, з-поміж яких: платформою лопатки, зокрема, на рівні зазорів між Фіг.1 являє собою схематичний перспективний радіальними стінками під платформами лопаток. вигляд знизу ущільнювальної оболонки відповідно Задача вирішується тим, що кожна до існуючого рівня техніки в даній галузі; ущільнювальна оболонка має на одній зі своїх Фіг.2 являє собою схематичний вигляд у розширених кромок, передньої по потоку або розрізі кромки ущільнювальної оболонки й задньої по потоку, певну еластичн у зону, й радіальної стінки лопатки відповідно до існуючого радіальні стінки, що примикають до цієї кромки, рівня техніки в даній галузі; з'єднані з платформами лопаток за допомогою Фіг.3 являє собою схематичний перспективний внутрішніх поверхонь, нахилених відносно до вигляд зверху ущільнювальної оболонки радіальної площини, й до яких притискається відповідно до даного винаходу; еластична зона таким чином, що вона має 5 81764 6 Фіг.4 являє собою схематичний перспективний праворуч і ділянку платформи ліворуч. Те саме вигляд знизу ущільнювальної оболонки, показаної можна сказати і про радіальні стінки 35 і 36. Кожна на Фіг.3; порожнина 37, розташована під платформою Фіг.5 являє собою схематичний вигляд у лопатки, обмежена, таким чином, правою і лівою розрізі по площині, що проходить крізь вісь ділянками платформ двох суміжних лопаток, і обертання колеса з лопатками, на якому показано їхніми передніми по потоку й задніми по потоку розташування ущільнювальної оболонки правою і лівою ділянками радіальних стінок. відповідно до запропонованого винаходу в Унаслідок конструктивних особливостей, зв'язаних порожнині під платформами лопаток після її з вимогами забезпечення прийнятних умов встановлення й за відсутності дії відцентрових монтажу, певний зазор або проміжок розділяє сил; праву й ліву ділянки, і його необхідно Фіг.6 являє собою схематичний вигляд у загерметизувати за допомогою використовуваної в розрізі по площині, яка проходить крізь вісь даному випадку ущільнювальної оболонки. обертання постаченого системою лопаток колеса, Таким чином, як це показано на Фіг.5 і 6, подібний до вигляду, показаному на Фіг.5, і який з'єднання 38 між передньою по потоку радіальною демонструє розташування ущільнювальної стінкою 35 і платформою 34 представляє з боку оболонки в порожнині під платформами лопаток у порожнини 37 поверхню 39, яка утворює певний тому випадку, коли ця ущільнювальна оболонка кут a з радіальною площиною, перпендикулярною піддається впливу відцентрових сил у результаті відносно до осі обертання даного постаченого приведення колеса з лопатками в обертальний системою лопаток колеса 30. При цьому задня по рух. потоку радіальна стінка 36 приєднується до На поданих у додатку Фіг.1 і 2 схематично платформи 34 за допомогою зони 40, яка має з представлений існуючий рівень техніки в даній боку порожнини 37 скривлену поверхню 41, що галузі, що вже був описаний вище. доповнює розширення задньої по потоку кромки На Фіг.3 і 4 схематично подана ущільнювальна 13 ущільнювальної оболонки 10. Крім того, задня оболонка 10 відповідно до даного винаходу, яка по потоку радіальна стінка 36 має на своїй має кромки, що розширюються в радіальному внутрішній поверхні виступ 42, який служить як напрямку всередину, а саме передню по потоку упор для задньої по потоку кромки кромку 12, задню по потоку кромку 13 і дві ущільнювальної оболонки 10. Передня по потоку розширені скривлені подовжні кромки, які радіальна стінка 35 має також на своїй поверхні розташовуються між передньою по потоку розташований з боку порожнини 37 виступ 43. кромкою 12 і задньою по потоку кромкою 13 і Ущільнювальна оболонка 10 установлена в забезпечують щільне облягання форм радіальних порожнині 37 таким чином, щоб задня по потоку поверхонь двох сусідніх лопаток. кромка 13 була розташована над виступом 42 і Передня по потоку кромка 12 має два вирізи щоб еластична зона 18 була розташована над 16 і 17, між якими сформована еластична зона 18, виступом 43. В цьому положенні еластична зона причому ця еластична зона в стані спокою 18 ущільнювальної оболонки 10 спирається на виступає в напрямку вперед відносно до нахилену поверхню 39. передньої по потоку кромки 2 ущільнювальної Кут a нахилу поверхні 39 розраховується в оболонки 1 відповідно до існуючого рівня техніки, функції кута нахилу платформи 34 відносно до осі поданого на Фіг.1. Еластична зона 18 обертання даного колеса з лопатками й у функції розташовується ззовні відносно до певної уявної кута тертя j ущільнювальної оболонки 10 відносно поверхні, яка знову буде плавно переходити в кінці до внутрішньої поверхні платформи 34 лопатки 12а і 12b передньої по потоку кромки 12, які для того, щоб за відсутності відцентрових сил, розташовуються за межами вирізів 16 і 17, і що тобто в тому випадку, коли колесо 30 з лопатками приєднуються відповідно до подовжніх кромок 14 і не приводиться в обертальний рух, еластична 15 своїми опуклими поверхнями. зона 18 мала можливість ковзати в радіальному На Фіг.5 i 6 схематично подано постачене напрямку всередину по цій нахиленій поверхні 39. системою лопаток колесо 30, що має у своєму У цьому положенні верхня стінка 19 складі диск 31, який має на своїй периферійній ущільнювальної оболонки найбільше віддалена частині сукупність чарунок 32, розташованих по від нижньої поверхні платформи 34 лопатки, як це суті в осьовому напрямку, причому в кожній з цих можна бачити на Фіг.5, причому ущільнювальна чарунок розміщується основа однієї лопатки 33. оболонка 10 має можливість качатися відносно до Кожна лопатка 33 має над своєю основою осі, що перетинає площину креслення, показаного платформу 34, яка обмежує зсередини в на Фіг.5, у точці, позначеній позицією 44, й що радіальному напрямку канал течії потоку газів F, розташовується в безпосередній близькості від що проходить крізь лопаткову решітк у, причому задньої по потоку розширеної кромки 13. Виступ платформа 34 з'єднана з передньою по потоку 43, сформований на передній по потоку радіальній радіальною стінкою 35 і задньою по потоку стінці 35, дозволяє обмежити можливий діапазон радіальною стінкою 36, які проходять у напрямку ковзання еластичної зони 18 і утримувати периферійної частини диска 31. Таким чином, ущільнювальну оболонку 10 у вер хній зоні міжлопаткові порожнини 37 виконані на порожнини 37. периферійній частині диска 31 під платформами На Фіг.6 схематично представлено положення 34. Якщо розглядати сукупність лопаток в ущільнювальної оболонки 10 у тому випадку, коли осьовому напрямку з боку руху газового потоку F, колесо 30 з лопатками приведено в обертальний то кожна лопатка 33 має ділянку платформи рух. У цьому положенні ущільнювальна оболонка 7 81764 10 піддається впливу відцентрових сил, які прагнуть притиснути цю ущільнювальну оболонку до внутрішньої поверхні платформи 34 лопатки. Еластична зона 18 піддається при цьому силовому впливу в радіальному напрямку назовні, внаслідок чого ця ущільнювальна оболонка ковзає відносно до нахиленої поверхні 39. Кут нахилу a переважно перевищує кут нахилу платформи 34 лопатки. В процесі переміщення в напрямку назовні еластичної зони 18 у результаті повороту ущільнювальної оболонки 10 відносно до осі повороту, визначеної точкою, позначеною позицією 44, пружне зусилля, що впливає з боку цієї пружної зони 18, збільшується, і прагне перемістити в осьовому напрямку ущільнювальну оболонку 10 у напрямку задньої по потоку радіальної стінки 36, що підвищує ступінь герметизації на рівні зони з'єднання 40. Переміщення в осьовому напрямку ущільнювальної оболонки 10 обмежується за допомогою виступу 42, який у даному випадку служить упором. У процесі зупинки постаченого системою лопаток колеса 30 ущільнювальна оболонка 10 знову займає своє положення, показане на Фіг.5, після того, як відцентрові зусилля виявляться вже недостатніми для того, щоб перешкоджати ковзанню еластичної зони 18 по нахиленій стінці 39. 8 9 81764 10