колесо компрессора с облегченными лопатками

Классы МПК:F01D5/14 форма и конструкция
F04D29/38 лопатки, лопасти 
F01D5/18 пустотелые лопатки; устройства для подогрева, теплоизоляции или охлаждения лопаток 
B23P15/04 составных турбинных лопаток или лопастей насосов, воздушных и гребных винтов и тп 
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое Акционерное Общество "Научно-производственное предприятие "Мотор" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-05-10
публикация патента:

Колесо компрессора с облегченными лопатками включает в себя диск и приваренные к нему облегченные лопатки. Облегченная лопатка состоит из двух частей, соединенных между собой сваркой. В каждой части лопатки выполнены полости таким образом, что соседние полости образуют ребра, вершинами которых между собой соединены обе части лопатки в корневой области. Ребра в корневой области лопатки ориентированы преимущественно радиально по отношению к оси вращения. В средней и периферийной областях ребра изогнуты таким образом, что ребра одной части лопатки скрещиваются с ребрами другой части лопатки, соединяясь между собой по контактным площадкам. Выбор геометрических размеров, количества и направления ребер, количества, формы и расположения контактных площадок осуществляется исходя из условий статического и динамического нагружения лопаток и колеса компрессора. Достигается минимизация массы рабочих лопаток и массы колес компрессора. 3 ил.

колесо компрессора с облегченными лопатками, патент № 2494262 колесо компрессора с облегченными лопатками, патент № 2494262 колесо компрессора с облегченными лопатками, патент № 2494262

Формула изобретения

Колесо компрессора с облегченными лопатками, включающее в себя диск с приваренными к нему облегченными лопатками, состоящими из двух частей, соединенных между собой сваркой, с выполненными в них полостями таким образом, что соседние полости в каждой части лопатки образуют ребра, вершинами которых в корневой области между собой соединены обе части лопатки, отличающееся тем, что ребра в корневой области каждой части лопатки ориентированы преимущественно радиально по отношению к оси вращения, а в средней и периферийной областях изогнуты таким образом, что ребра одной части лопатки скрещиваются с ребрами другой части лопатки, соединяясь между собой по контактным площадкам.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к области газотурбинных двигателей, применимо в энергетике и авиационном двигателестроении.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время в вентиляторах газотурбинных двигателей для снижения массы колеса используются пустотелые лопатки, полученные из двух или трех частей.

Известно техническое решение [двигатель F119-PW-100, www.pw.utc.com], определяющее конструктивный облик колеса вентилятора как интегрированного в единое целое диска с полыми облегченными лопатками.

Существует техническое решение [патент № US 7,070,391 В2; Jul.4, 2006], определяющее конструкцию и способ изготовления полой лопатки вентилятора, состоящей из двух частей с ребрами, причем ребра одной из частей лопатки соединены с соответствующими ребрами другой части лопатки. Устройство по патенту. № US 7,070,391 В2 принято в качестве прототипа.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В связи с непрерывным ростом аэродинамических нагрузок на лопатки компрессоров и окружных скоростей особое значение приобретает минимизация массы рабочих лопаток компрессоров.

При создании данного изобретения решается задача расширения арсенала технических средств, направленных на минимизацию массы рабочих лопаток и массы колес компрессоров; технический результат заключается в реализации этого назначения.

Существенные признаки:

Ограничительные: Колесо компрессора с облегченными лопатками; диск с приваренными к нему облегченными лопатками; лопатка, состоящая из двух частей, соединенных между собой сваркой; полости в частях лопаток выполнены таким образом, что соседние полости в каждой из частей лопатки образуют ребра, вершинами которых в корневой области между собой соединены обе части лопатки.

Отличительные: Ребра в корневой области каждой части лопатки ориентированы, преимущественно, радиально по отношению к оси вращения; ребра в средней и периферийной областях - изогнуты таким образом, что ребра одной части лопатки скрещиваются с ребрами другой части, соединяясь между собой только по контактным площадкам.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах показаны:

Фиг.1 - Разрез по оси колеса компрессора с облегченными лопатками.

Фиг.2 - Сечение лопатки перпендикулярно радиальной оси.

Фиг.3 - Схема расположения ребер на одной из двух половин облегченной лопатки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Колесо компрессора (фиг.1) с облегченными лопатками включает в себя облегченные лопатки 1, приваренные к диску 2 по поверхности 3. Лопатки 1 ориентированы относительно оси вращения 4 и диска 2 преимущественно радиально.

Облегченная лопатка (фиг.2) состоит из двух частей: спинка 5 и корытце 6 соединенные между собой. Границей раздела частей является поверхность 7 построенная по средним линям сечений. Соединение частей (фиг.3) в периферийной А и средней Б областях осуществляется сваркой по контактным площадкам 8 и поверхностям ребер 9 в корневой области В. В каждой части лопатки для уменьшения массы, при сохранении необходимой прочности и жесткости, выполнены полости 10 таким образом, что соседние полости в каждой из частей лопатки 5, 6 образуют ребра 9, вершины которых эквидистантны поверхности 7.

Ребра 9 в корневой области В лопатки ориентированы преимущественно радиально, перпендикулярно к оси вращения 4. Радиально направленные каналы наилучшим образом воспринимают нагрузку от массы лопатки. В средней Б и периферийной области А каналы изогнуты ко входной кромке 11 и выходной кромке 12 таким образом, что ребра одной части лопатки скрещиваются с ребрами другой части лопатки. Такое расположение каналов обеспечивает необходимую прочность и жесткость лопатки.

В средней Б и периферийной области А вершины ребер 9 не соприкасаются между собой. Необходимая жесткость лопатки достигается соединением спинки и корытца по специальным контактным площадкам 8.

Выбор геометрических размеров, количество и направление ребер, количество, форма и положение контактных площадок осуществляется исходя из условий статического и динамического нагружения лопаток и колеса компрессора.

Класс F01D5/14 форма и конструкция

лопатка осевого компрессора -  патент 2529272 (27.09.2014)
каплеуловитель для центробежного компрессора -  патент 2522015 (10.07.2014)
лопатка турбины с улучшенной аэродинамической характеристикой и колесо турбины, содержащее такую лопатку -  патент 2520273 (20.06.2014)
турбинная лопатка и турбинное колесо, содержащее турбинные лопатки -  патент 2518767 (10.06.2014)
узел диффузор-направляющий аппарат для турбомашины -  патент 2518746 (10.06.2014)
рабочая лопатка паровой турбины для секции низкого давления паровой турбины -  патент 2515582 (10.05.2014)
турбинный узел турбонасосного агрегата -  патент 2511964 (10.04.2014)
турбонасосный агрегат и способ перекачивания холодной, горячей и промышленной воды -  патент 2511963 (10.04.2014)
металлокерамическая лопатка газовой турбины -  патент 2510463 (27.03.2014)
монокристаллическая турбинная лопатка, модуль турбомашины и турбомашина -  патент 2498082 (10.11.2013)

Класс F04D29/38 лопатки, лопасти 

Класс F01D5/18 пустотелые лопатки; устройства для подогрева, теплоизоляции или охлаждения лопаток 

Класс B23P15/04 составных турбинных лопаток или лопастей насосов, воздушных и гребных винтов и тп 

способ изготовления направляющего аппарата -  патент 2494849 (10.10.2013)
способ изготовления криволинейных сварных ребер жесткости -  патент 2479397 (20.04.2013)
механическая деталь, содержащая вставку из композитного материала -  патент 2471603 (10.01.2013)
способ изготовления многослойной лопатки турбомашины -  патент 2464450 (20.10.2012)
способ линейной сварки трением заготовок из титановых сплавов для моноблоков турбомашин -  патент 2456143 (20.07.2012)
способ восстановления поверхности ротора турбокомпрессора -  патент 2440879 (27.01.2012)
способ изготовления лопастей устройств стабилизации -  патент 2424100 (20.07.2011)
способ изготовления заготовки пустотелой лопатки для газотурбинного двигателя -  патент 2423216 (10.07.2011)
способ изготовления широкохордной полой лопатки компрессора газотурбинного двигателя -  патент 2417147 (27.04.2011)
способ изготовления полой вентиляторной лопатки -  патент 2412017 (20.02.2011)
Наверх