PL185918B1 - Uszczelnienie bandaża wiążącego szczyt łopatki turUszczelnienie bandaża wiążącego szczyt łopatki turbiny silnika gazowegobiny silnika gazowego - Google Patents

Abstract

1. Uszczelnienie bandaza wiazacego szczyt lo- patki turbiny silnika gazowego, umieszczonego pomiedzy osiowo skierowana droga gazu goracego a wspólsrodkowym przewodem gazu chlodzacego, utworzonym pomiedzy bandazem wiazacym a ze- wnetrzna obudowa, w którym bandaz wiazacy za- wiera wiele umieszczonych obwodowo segmentów, przy czym kazdy segment bandaza wiazacego ma osiowa platforme i przynajmniej jedno promieniowe zebro, wystajace z platformy, przy czym segmenty bandaza wiazacego maja scianki koncowe i rowek wyznaczony w kazdej sciance koncowej, odpowia- dajacej platformie i w sposób ciagly w czesci scianki koncowej odpowiadajacej zebru, znam ienne tym, ze uszczelnienie jest w postaci jednoczesciowego czlo- nu arkuszowego (24), utworzonego w ukladzie cia- glego rowka (26) w sciankach koncowych, przy czym czesc czlonu arkuszowego (24) ma postac elementów osiowych (25, 27) a inna czesc tego czlonu arkuszowego (24) ma postac elementów promieniowych (28, 30). Fig.3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest uszczelnienie bandaża wiążącego szczyt łopatki turbiny silnika gazowego, stosowane dla zmniejszania przecieku płynu chłodzącego w obudowie otaczającej łopatki turbiny.

Ze stanu techniki są znane rozmaite ulepszenia zdolności uszczelniających pierścieniowych bandaży wiążących otaczających szczyty łopatek turbiny. Obudowa silnika otacza część turbiny silnika samolotowego i zbudowana jest tak, by przewodziła gazy chłodzące wewnątrz obudowy do różnych elementów, takich jak same bandaże łączące. Część turbinowa silnika, która jest współśrodkowa względem obudowy, jest na drodze bardzo gorących gazów. Zaleca się, by otaczająca struktura obudowy była utrzymywana w stanie względnego schłodzenia.

Pierścieniowy bandaż wiążący dla szczytów łopatki turbiny jest zwykle segmentowany w kierunku obwodowym. Wymagane są uszczelnienia dla zapobieżenia przeciekowi gazu przez szczeliny utworzone pomiędzy końcami segmentów bandaża wiążącego. Amerykańskie opisy patentowe 4,767,260 oraz 5,158,430 przedstawiają odmiany piórowych uszczelnień umieszczonych pomiędzy platformami zestawów łopatkowych. Amerykański opis patentowy 4,573,866 przedstawia uszczelnienie piórowe w płaszczyźnie pomiędzy końcami bandaży wiążących szczytów łopatek. Amerykański opis patentowy 5,318,402 przedstawia uszczelnienie wypustowe albo piórowe oraz obwodową taśmę oddzielającą, która mocuje bandaże wiążące i uszczelnienia piórowe ze sobą.

185 918

Inne pierścienie uszczelniające są również wymagane dla innych układów bandaża wiążącego i obudowy. Na przykład, w układzie wykorzystującym rozszczepione złącze z rowkiem, mającym składnik osiowy, zwykle stosuje się pierścień w kształcie litery „C”. W amerykańskim opisie patentowym 4,573,866, wykorzystuje się pierścień typu mieszkowego w takim rowku. Choć takie uszczelnienia pierścieniowe zapewniają doskonalą jakość uszczelnienia, mają one tendencje do sztywności przy ściskaniu z uwagi na ich promieniowy przekrój poprzeczny i dlatego nie dają się łatwo wymieniać w czasie konserwacji silnika. W rzeczywistości do wymiany takiego uszczelnienia mogą być wymagane specjalne narzędzia

Celem wynalazku jest opracowanie ulepszonego uszczelnienia szczeliny utworzonej pomiędzy końcami obwodowych segmentów bandaża wiążącego w celu zmniejszenia przecieku gazów chłodzących do drogi gorącego gazu.

Uszczelnienie bandaża wiążącego szczyt łopatki turbiny silnika gazowego, umieszczonego pomiędzy osiowo skierowaną drogą gazu gorącego a współśrodkowym przewodem gazu chłodzącego, utworzonym pomiędzy bandażem wiążącym a zewnętrzną obudową, w którym bandaż wiążący zawiera wiele umieszczonych obwodowo segmentów, przy czym każdy segment bandaża wiążącego ma osiową platformę i przynajmniej jedno promieniowe żebro, wystające z platformy, przy czym segmenty bandaża wiążącego mają ścianki końcowe i rowek wyznaczony w każdej ściance końcowej, odpowiadającej platformie i w sposób ciągły w części ścianki końcowej odpowiadającej żebru, według wynalazku charakteryzuje się tym, że uszczelnienie jest w postaci jednoczęściowego członu arkuszowego, utworzonego w układzie ciągłego rowka w ściankach końcowych, przy czym część członu arkuszowego ma postać elementów osiowych a inna część tego członu arkuszowego ma postać elementów promieniowych.

Człon arkuszowy korzystnie jest z materiału odpornego na ogrzewanie, ukształtowanego według układu wystających żeber bandaża wiążącego i ma parę rozbieżnych elementów promieniowych, które są sprężyście ściśliwe dla ścisłego dopasowania w rowku w ściankach końcowych segmentów bandaża wiążącego.

Materiał członu arkuszowego korzystnie jest stopem odpornym na ciepło, wygiętym w pożądany kształt.

Człon arkuszowy korzystnie zawiera parę równoległych, zasadniczo identycznych, rozstawionych względem siebie wystających elementów promieniowych, z których każdy jest sprężysty i każdy ma możliwość mocowania wewnątrz ciągłego rowka, który przebiega w obydwu wystających z platformy oddalonych od siebie, równoległych żebrach segmentów bandaża wiążącego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragmentaryczny rzut perspektywiczny, częściowo powiększony, przykładowego wykonania uszczelnienia według wynalazku, fig. 2 - widok z przodu uszczelnienia przedstawionego na fig. 1, a fig. 3 - osiowy przekrój poprzeczny części turbinowej silnika gazowego z zastosowanym uszczelnieniem według wynalazku.

Na fig. 1 i 2 przedstawiono typowy bandaż wiążący 12 łopatki turbiny do zastosowania w silniku 10. Bandaż wiążący 12 zawiera wiele segmentów 12a... 12n, umieszczonych obwodowo i współśrodkowo z wirnikiem, na którym zamocowane są łopatki turbiny 38 (fig. 1 i 3).

Segment bandaża wiążącego 12 pokazanego na fig. 1 zawiera platformę 14, wykonaną zasadniczo z pierścieniowego, płaskiego, płytowatego członu mającego składnik osiowy oraz parę wystających żeber 16 oraz 18, mających kołnierze 20 i 22 odpowiednio. Żebra 16 i 18 i odpowiednie kołnierze 20 i 22 działają w celu wsparcia platformy 14 bandaża wiążącego 12 jak również w celu wyznaczenia przewodów powietrza chłodzącego i komór. Kołnierze 20 i 22, jak przedstawiono na fig. 3, służą również do zamocowania bandaża wiążącego 12 wewnątrz obudowy silnika 32 i mocują strukturę podporową 36 jak to będzie opisane później. Ściana 34 obudowy 32 silnika może być wyposażona w otwór odpowietrzający 33 w celu umożliwienia wejścia powietrza chłodzącego do przestrzeni pomiędzy strukturą podparcia a obudową 32. Otwory wentylacyjne 31 są również zastosowane w strukturze podporowej 36 w celu umożliwienia powietrzu chłodzącemu wejścia do pierścieniowego kanału 35 utworzonego pomiędzy bandażem wiążącym 12 a strukturą podporową 36. Wreszcie, otwory 37

185 918 w bandażu wiążącym 12 pozwalają powietrzu chłodzącemu na wydostanie się na drogę powietrza gorącego.

W celu zapewnienia uszczelnienia międzysegmentowego, ścianki końcowe każdego segmentu bandaża wiążącego 12 wyposażone są w ciągły rowek 26, który zawiera odcinek osiowy 26b i odcinki promieniowe 26a i 26c, które odpowiadają żebrom 16 i 18, odpowiednio. Uszczelnienie jest wykonane z członu arkuszowego 24 ze stopu odpornego na ogrzewanie, który został wygięty w celu zapewnienia wystających elementów promieniowych 28 i 30 oraz elementów osiowych 25 i 27, które odpowiadają platformie 14. Uszczelnienie mogłoby oczywiście być wytłaczane albo uformowane z dowolnego materiału odpornego na ogrzewanie.

Każdy z wystających elementów promieniowych 28 i 30 zawiera odnogi 28a i 28b oraz 30a i 30b, które są nieco rozbieżne i szersze od odpowiedniego rowka 26, jak przedstawiono na fig. 2. Układ ten zapewnia pewien stopień sprężystość wystającym elementom promieniowym 28 i 30 tak, że gdy człon arkuszowy 24 przymocuje się do rowka 26 przy końcu bandaża wiążącego 12, to każdy z wystających elementów promieniowych 28 i 30 musi zostać ściśnięty w celu włożenia do odcinków promieniowych 26a i 26c rowka 26, tym samym umożliwiając ścisłe dopasowanie uszczelnienia w rowku 26. Mając na względzie ich sprężystość, elementy te można łatwo zestawiać a następnie oddzielać a człon arkuszowy 24 wymieniać w wypadku koniecznej konserwacji.

Część turbiny silnika 10 jest częściowo przedstawiona na fig. 3, a dodatkowo do łopatek turbiny 38, przedstawiono łopatki kierownicy 42 i 44. Każda z łopatek kierownicy 42 i 44 ma zamocowaną strukturę bandaża wiążącego 12, zaś bandaż wiążący 12 otacza szczyty 40 łopatek turbiny 38.

Jak przedstawiono na fig. 3, struktura podporowa 36 wewnątrz obudowy 32 silnika wspiera bandaż wiążący 12. Kołnierz 22 bandaża wiążącego 12 może być wsparty na przykład na kołnierzu 47 struktury podporowej 36. W ten sam sposób, kołnierz 20 może być wsparty przez kołnierz struktury podporowej 36. W pierścieniowym wgłębieniu utworzonym przez rowek kołnierza 47 struktury podporowej 36, ograniczonym kołnierzem 22 bandaża wiążącego 12, znajduje się pierścieniowa uszczelka 46. Żebra 16 i 18 jak również układ struktury podporowej 36 pozwalają na utworzenie kanałów chłodzących wewnątrz i dookoła bandaży wiążących 12. Ciśnienie powietrza w kanale chłodzącym 64 musi być różne od ciśnienia wokół kanału 66, a zatem te kanały muszą być uszczelnione.

Dlatego też człon arkuszowy 24 może współdziałać z bandażem wiążącym 12 dla łatwego zestawiania uszczelnień i segmentów bandaża wiążącego, umożliwiając jego znacznie ułatwioną konserwację.

185 918

185 918 /ό /ό

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Uszczelnienie bandaża wiążącego szczyt łopatki turbiny silnika gazowego, umieszczonego pomiędzy osiowo skierowaną drogą gazu gorącego a współśrodkowym przewodem gazu chłodzącego, utworzonym pomiędzy bandażem wiążącym a zewnętrzną obudową, w którym bandaż wiążący zawiera wiele umieszczonych obwodowo segmentów, przy czym każdy segment bandaża wiążącego ma osiową platformę i przynajmniej jedno promieniowe żebro, wystające z platformy, przy czym segmenty bandaża wiążącego mają ścianki końcowe i rowek wyznaczony w każdej ściance końcowej, odpowiadającej platformie i w sposób ciągły w części ścianki końcowej odpowiadającej żebru, znamienne tym, że uszczelnienie jest w postaci jednoczęściowego członu arkuszowego (24), utworzonego w układzie ciągłego rowka (26) w ściankach końcowych, przy czym część członu arkuszowego (24) ma postać elementów osiowych (25, 27) a inna część tego członu arkuszowego (24) ma postać elementów promieniowych (28,30).
2. 2. Uszczelnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że człon arkuszowy (24) jest z materiału odpornego na ogrzewanie, ukształtowanego według układu wystających żeber (1<^, 18) bandaża wiążącego (12) i ma parę rozbieżnych elementów promieniowych (28, 30), które są sprężyście ściśliwe dla ścisłego dopasowania w rowku (26) w ściankach końcowych segmentów (12a...12n) bandaża wiążącego (12).
3. 3. Uszczelnienie według zastrz. 2, znamienne tym, że materiał członu arkuszowego (24) jest stopem odpornym na ciepło, wygiętym w pożądany kształt.
4. 4. Uszczelnienie według zastrz. 2, znamienne tym, że człon arkuszowy (24) zawiera parę równoległych, zasadniczo identycznych, rozstawionych względem siebie wystających elementów promieniowych (28, 30), z których każdy jest sprężysty i każdy ma możliwość mocowania wewnątrz ciągłego rowka (26), który przebiega w obydwu wystających z platformy (14) oddalonych od siebie, równoległych żebrach (16,18) segmentów (12a...12n) bandaża wiążącego (12).