Металлокерамический ротор турбины

/28 ОБ ТЕЛЬСТВУ следовательскии энергетического рш 1 ейн, И.И.КиЮ,И.Лебедев и 29103, кл. Р 01 0 и М 2065237, кл.9, кл, Г 01 О 5/18, ЕСКИЙ РОТОР(57) Использование: в турбостроении, в частности в конструкциях металлокерамических роторов газовой турбины, Сущность изобретения; ротор содержит металлический диск (МД) 1, включающий бандаж 2 с буртом 3, внутренний керамический бандаж (КБ) 4, образованный сегментами 5 с пазами 6, и закрепленные в них (6) торцами 7 керамические рабочие лопатки (КРЛ) 8. Снаружи КРЛ 8 установлены КБ 9, образованный сегментами 10, металлическое гофрированное опорное кольцо 13 и выполненный в виде сплошного металлического кольца бандаж 12. Сегменты 5 сцеплены с МД 1 шпонками 15, Кольцб 13 с обеих сторон снабжено экранами (обтекателями) КРЛ 8 на нижнем торце снабжены осевым упорным шипом 4 з.п, ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к турбостроению, в частности к конструкциям металлокерамических роторов газовых турбин,Цель изобретения - повышение надеж.ности металлокерамического ротора турбины.Металлический бандаж ротора выполнен в виде сплошного наружного кольца,Керамические лопатки снабжены верхним составным из сегментов керамическим бандажом, имеющем на внутренней поверхности профилированные пазы для крепления торцев лопаток.В кольцевом зазоре, образованном наружным металлическим кольцом и верхним керамическим бандажем, предусмотрено опорное кольцо, выполненное в виде тонкостенного упругого в радиальном направлении элемента,Металлический диск ротора турбины соединен с нижним керамическим бандажом посредством шпоночного соединения.Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлены: рис, 1 - общий вид крепежа керамических лопаток в рабочем колесе турбины; рис, 2 и 3 - взаимное расположение керамических лопаток и бандажей колеса турбины; рис. 4 - устройство лопатки с центральным шипом; рис, 5 - сечение экструзионной керамической лопатки,Рабочее колесо содержит металлический диск 1 с бандажем 2, включающем опорные бурты 3, прилегающий к нему (2) внутренний керамический бандаж 4, образованный сегментами 5, снабженными фигурными по торцу лопатки пазами (углублениями) 6, в которых закреплены нижние торцы 7 рабочих керамических лопаток 8, наружный керамический бандаж 9, включающий сегменты 10, прилегающие к ним снаружи монтажные ленты 11, а также расположенное между наружным опорным металлическим бандажем 12 и керамическим бандажем 9 опорное металлическое гофрированное кольцо 13, Между сегментами 5 по линии осевого разъема 14 установлена шпонка 15 квадратного сечения, сопряженная с сегментами 5. Керамический бандаж 9 на выходе лопатки со стороны полости пониженного давления А снабжен упорным буртом 16, а гофрированное кольцо 13 со стороны полостей повышенного Б и пониженного А давлений снабжено обтекателями (экранами) 17 и 18, которые с корпусом 19 турбины образуют радиальные зазоры 20. Керамические лопатки 8 на нижнем торце могут быть снабжены центральным осевым упорным шипом 21, закрепленным в предусмотренном отвер стии сегмента 5, Экструзионная лопатка 22 содержит сплошные боковые стенки 23 пера лопатки и внутренние перегородки 24, образующие воздушные полости 25 сотовой кон струкции,Монтаж колеса турбины осуществляютследующим образом. На цилиндрическую поверхность металлического бандажа 2 диска турбины между буртами 3 устанавлива ют сегменты 5 внутреннего керамическогобандажа 4 и металлические шпонки 15, Затем в пазах 6 сегментов 5 кромками 7 устанавливают рабочие лопатки 8 и наружный керамический бандаж 9 иэ сегментов 10, 15 После них (10) стяжки лентами 11 заводятобтекатель 18 и напрессовывают гофрированное кольцо 13 с наружным металлическим бандажем 12. Затем крепят обтекатель 17 и тем самым завершают монтаж металло керамического ротора газовой турбины. 25 30 35 40 45 50 55 Рабочее колесо турбины работает следующим образом, До вращения и нагрева. турбины под воздействием сжатого гофрированного кольца 13, работающего как радиальная пружина, рабочие лопатки 8 отжимаются к оси диска и прижимаются торцами 7 к основанию пазов 6 сегментов 5 керамического бандажа 4, При вращении турбины после подачи рабочего газа на ее элементы воздействуют центробежные силы, температурные напряжения и осевые усилия от перепада давления в полостях Б и А. Под воздействием последнего экран 17 прижимает бандаж 12 с кольцом 13 к бурту 16 бандажа 9 и "холодный" воздух по радиальным зазорам перетекает из полости.,Б в полость А, охлаждая бандаж 12 и кольцо 13. При вращении турбины и температурных расширениях ее элементов торцы лопаток 8 не выходят иэ пазов 6 и обеспечивается упор лопаток в сегменты 5 и упор последних в бурт 3 диска, а также зацепление сегментов 5 через шпонки 15 с диском турбины., Выполнение в лопатках 8 осевых шипов 21 повышает надежность упора лопаток в сегменты, особенно если они тонкостенные, Выполнение лопаток экструзионной конструкции при сохранении прочностных характеристик снижает массу лопаток и центробежные силы, воздействующие на бандажи 9, 12 и кольцо 13,Предложенная конструкция повышает надежность металлокерамического ротора турбины,Формула изобретения 1. Металлокерамический ротор турбины, содержащий металлический диск с пазом, размещенный в последнем нижний керамический бандаж, состоящий из сегментов и имеющий на внешней поверхности профилированные пазы, установленные в пазах керамические лопатки и охватывающих их верхний металлический бандаж, о тличающийся тем,что,сцелью повышения надежности, ротор снабжен промежуточным опорным кольцом, шпоночным соединением и верхним керамическим бандажом, имеющим на внутренней поверхности профилированные пазы, состоящим из сегментов и установленным на лопатках с образованием зазора между ними и металлическим бандажом, причем металлический диск соединен с нижним керамическим бандажом посредством шпоночного соединения, металлический бандаж выполнен в аиде сплошного кольца, а опорное кольцо - в виде тонкостенного упругого врадиальном направлении элемента и установлено в зазоре. 2, Ротор поп.1,отличающийсятем, что верхний керамический бандаж со стороны выходных кромок лопаток снабжен торцовыми упорными буртами, контактиру ющими с торцом опорного кольца.3. Ротор, по и. 1, отл и ч а ю щи йс ятем, что лопатки снабжены упорными шипами, расположенными по оси в нижнем торце, а в нижнем керамическом ободе 10 выполнены соответствующие им сквозныеотверстия,4, Ротор по и, 1, о тл и ч а ю щ и й с ятем, что лопатки выполнены полыми и снабжены перегородками, установленными с об разованием между ними и стенками лопаткисквозных осевых каналов для подвода охлаждающего воздуха.5. Ротор поп,1, отл и чаю щийсятем, что опорное кольцо выполнено гофри рованным.1809128 Составитель А.Коха Техред М.Моргента Корректор Л,Ливринец дакто Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,аэ 1271 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5