Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя



Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя
Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя
Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя
Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя
Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя
Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя
Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя

 


Владельцы патента RU 2568723:

СНЕКМА (FR)

Изобретение касается герметизирующего устройства для камеры, образованной, по меньшей мере, одним вращающимся органом и одним неподвижным органом турбореактивного двигателя и предназначенной для удержания суспензии капель смазочного масла (h). Герметизирующее устройство содержит, по меньшей мере, щеточное уплотнение с плотно расположенными рядом волокнами, предназначенное для обеспечения герметичности между, по меньшей мере, одним вращающимся органом и, по меньшей мере, одним неподвижным органом. Это устройство содержит средства для рекуперации части масляной суспензии во внутреннем объеме (V), а также средства доставки упомянутого собранного масла (h), предназначенные для обеспечения циркуляции масла (h) вдоль волокон упомянутого щеточного уплотнения, ориентированной в направлении вращающегося органа. Уплотнение лучше противостоит коксованию. Технический результат изобретения - повышение эффективности герметизирующего устройства, характеристики которого были бы стабильны во времени. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к турбореактивному двигателю и, в частности, к герметизирующему устройству для масляной камеры турбореактивного двигателя.

Турбинный двигатель летательного аппарата содержит, главным образом, с входа на выход в направлении потока газов вентилятор, одну или несколько компрессорных ступеней, например компрессор низкого давления и компрессор высокого давления, камеру сгорания, одну или несколько турбинных ступеней, например турбину высокого давления и турбину низкого давления, а также трубу для выхода газов. Каждому компрессору может соответствовать турбина, причем они связаны валом, образуя, таким образом, например, корпус высокого давления и корпус низкого давления.

Турбореактивный двигатель содержит также, по существу, на уровне входного конца корпуса высокого давления, "входную камеру", содержащую элементы типа подшипников или зубчатых передач. Он содержит также, по существу, на уровне выходного конца корпуса высокого давления "выходную камеру", содержащую элементы типа подшипников или зубчатых передач, смазываемых маслом. Масло, выталкиваемое этими деталями при вращении, образует туман (или суспензию) взвешенных в камере капель. Кроме того, газовый поток (который является воздухом) проходит через них, в частности, в целях вентиляции. Для исключения выдувания масла газовым потоком из камер газы поступают в "маслоотделители", образованные обычно радиальными проходами, выполненными в валу низкого давления, на стенках которых масло собирается для возврата с помощью центробежного эффекта в соответствующую камеру. Маслоотделители сообщаются с газоотводящей трубой (также вращающейся), концентричной валу низкого давления, внутрь которой поступают газы из маслоотделителей к выходу из газоотводящей трубы, из которой они выбрасываются обычно в выхлопную трубу.

Входная и выходная камеры образованы и ограничены стенками неподвижной конструкции турбореактивного двигателя, а также стенками вращающихся элементов. Они должны обеспечить проход газового потока, но максимально удержать масло внутри, поэтому герметичность между неподвижными и вращающимися элементами масляной камеры является сложной проблемой.

Традиционно герметичность обеспечивают с помощью уплотнений лабиринтного типа, образованных тонкими пластинками, жестко соединенными с вращающейся деталью, и истираемого материала, жестко соединенного с неподвижной деталью, по которому трутся тонкие пластинки. Это трение осуществляется с некоторым зазором для осуществления прохода газового потока, выходящего из компрессоров низкого давления или высокого давления; эти газы противодействуют выходу масла через лабиринтное уплотнение; их расход рассчитан так, чтобы быть достаточным при замедлении, и, следовательно, является избыточным в других фазах полета (в которых расход воздуха, всасываемого вентилятором турбореактивного двигателя, является более значительным). Этот чрезмерный поток в других фазах полета имеет, по меньшей мере, два отрицательных последствия: прежде всего, он уменьшает настолько же кпд двигателя, и затем он имеет тенденцию выводить большее количество масла из камеры на уровне маслоотделителей.

Было предложено заменить лабиринтные уплотнения уплотнениями типа "щеточных", то есть содержащих множество, по существу, радиальных плотно расположенных рядом волокон, закрепленных на неподвижной детали, свободные концы которых находятся в контакте с вращающейся деталью (или весьма близко к ней), при этом волокна предпочтительно слегка наклонены в направлении вращения вращающейся детали; волокна щеточного уплотнения могут быть выполнены, например, из углерода. Такое устройство, в частности, описано в заявке на патент US 2004/0256807 компании General Electric.

Такие щеточные уплотнения имеют то преимущество, что нуждаются в проходящем через них газовом потоке, расход которого является не очень большим для обеспечения их герметичности к маслу. Напротив, они имеют тот недостаток, что могут являться местом коксования масла, с которым они находятся в контакте. Коксование является преобразованием масла в твердый осадок; оно является следствием нагрева масла, пропитавшего углеродные волокна; оно приводит к уменьшению эффективности щеточной прокладки. Кроме того, трение волокон по дорожке вращающейся детали, предназначенной для контакта с их концами, вызывает их износ и, таким образом, также уменьшает со временем их эффективность.

Изобретение направлено на устранение указанных недостатков и, в частности, на предложение герметизирующего устройства для масляной камеры турбореактивного двигателя, которое было бы эффективным и характеристики которого были бы стабильными во времени.

Таким образом, изобретение относится к герметизирующему устройству для камеры, образованной, по меньшей мере, одним вращающимся органом и, по меньшей мере, одним неподвижным органом турбореактивного двигателя, предназначенной для удержания суспензии масляных капель смазочного масла, при этом герметизирующее устройство содержит, по меньшей мере, одно щеточное уплотнение с плотно расположенными рядом волокнами, предназначенное для обеспечения герметичности между, по меньшей мере, одним вращающимся органом и, по меньшей мере, одним неподвижным органом (среди одного или нескольких вращающихся органов и одного или нескольких неподвижных органов, упомянутых выше), отличающемуся тем, что оно содержит средства рекуперации части масляной суспензии во внутреннем объеме камеры и средства направления упомянутого собранного масла, предназначенные для обеспечения прохождения масла вдоль волокон упомянутого щеточного уплотнения, при этом прохождение ориентировано в направлении вращающегося органа.

Благодаря изобретению создается масляный поток вдоль волокон щеточного уплотнения, что обеспечивает обновление масла при контакте, так как масло движется вдоль волокон. Оставшееся масло также переносится питающим маслом и не имеет времени для коксования; явления коксования, таким образом, уменьшены, что исключает слипание волокон между собой, повышая, таким образом, как эффективность, так и стабильность уплотнения. Кроме того, волокна смазываются и, таким образом, меньше разрушаются при контакте во вращении с органами турбореактивного двигателя.

Изобретение особенно примечательно тем, что оно решает проблему, связанную с наличием масла на уплотнении, непосредственно питая маслом это уплотнение; так, хотя можно было бы думать, что именно максимально защищая уплотнение от масла, его герметичность к маслу была бы улучшена, на самом деле, улучшили герметичность уплотнения к маслу маслом.

Можно рассчитать средства доставки собранного масла для контроля потока масла, проходящего вдоль волокон щеточного уплотнения.

Циркуляция масла может быть, кроме того, предназначена для уменьшения температуры щеточного уплотнения и, следовательно, для лучшего ограничения явлений коксования.

В соответствии с вариантом осуществления устройство содержит средства возврата масла внутрь камеры после его прохождения по волокнам. Таким образом, улучшают его циркуляцию, при этом масло перемещается между средствами доставки собранного масла и средствами удаления масла.

В соответствии с вариантом осуществления в этом случае устройство предназначено для того, чтобы средства возврата содержали газовый поток, циркулирующий через щеточное уплотнение. Эффект удаления газовым потоком может быть усилен центробежным эффектом, связанным с вращением вращающихся деталей.

Предпочтительно, если волокна щеточного уплотнения (точнее, свободные концы этих волокон) предназначены для трения по дорожке, расположенной напротив детали, упомянутые средства доставки установлены таким образом, что прохождение масла вдоль волокон питает маслом дорожку. Таким образом, зона трения между уплотнением и дорожкой смазывается, что уменьшает износ этих деталей.

Предпочтительно также, чтобы смазочное масло, разлагающееся под действием температуры (окисление и коксование), содержало, по меньшей мере, добавку для борьбы с коксованием. Такая добавка сама по себе известна, но со временем она теряет свою эффективность. Благодаря масляному питанию, предложенному в рамках изобретения, масло (и, таким образом, его добавка), обновляясь, всегда имеет хорошие противококсующие свойства.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления средства доставки собранного масла содержат, по меньшей мере, один направляющий канал масла при помощи силы тяжести от средств сбора до щеточного уплотнения.

В соответствии с вариантом осуществления в этом случае уплотнение включает, по меньшей мере, частично полый тор (то есть имеющий внутренний объем), к которому прикреплены волокна, а средства доставки содержат, по меньшей мере, один направляющий масло канал от средств сбора внутрь тора (то есть в его внутренний объем) для пропитывания волокон в их зоне крепления к тору. Смазка волокон уплотнения, таким образом, улучшается.

В соответствии с вариантом осуществления средства сбора масла в верхнем положении турбореактивного двигателя содержат камеру рекуперации масла в масляную суспензию при помощи силы тяжести.

В соответствии с вариантом осуществления средства сбора масла содержат, по меньшей мере, одну нервюру для удержания масла, связанную с канавкой, направляющей масло от нервюры к щеточному уплотнению (канавка образует в данном случае направляющий канал).

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления средства доставки собранного масла содержат источник масла, специфический для масляного уплотнения, то есть предназначенный для его питания.

Изобретение касается также турбореактивного двигателя с герметизирующим устройством с признаками упомянутого выше герметизирующего устройства.

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

- фиг. 1 изображает общий вид в осевом разрезе турбореактивного двигателя;

- фиг. 2 схематично изображает в осевом разрезе входную камеру турбореактивного двигателя по фиг. 1 в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;

- фиг. 3 изображает частичный вид в поперечном разрезе верхней части камеры по фиг. 2;

- фиг. 4 схематично изображает в осевом разрезе вид входной камеры турбореактивного двигателя по фиг. 1 в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;

- фиг. 5 схематично изображает в осевом разрезе вид входной камеры турбореактивного двигателя по фиг. 1 в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения;

- фиг. 6 изображает частичный вид в поперечном разрезе верней части камеры по фиг. 5 и

- фиг. 7 схематично изображает в осевом разрезе вид входной камеры турбореактивного двигателя по фиг. 1 в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения.

В соответствии с фиг. 1 турбореактивный двигатель 1 по первому варианту осуществления изобретения содержит классическим образом вентилятор 1а, компрессор низкого давления 1b, компрессор высокого давления 1c, камеру сгорания 1d, турбину высокого давления 1е, турбину низкого давления 1f и выхлопную трубу 1g. Компрессор высокого давления 1c и турбина высокого давления 1е связаны валом высокого давления 2 и образуют с ним корпус высокого давления. Компрессор низкого давления 1b и турбина низкого давления 1f связаны валом низкого давления 3 и образуют с ним корпус низкого давления.

Турбореактивный двигатель 1 содержит статические органы (или неподвижные) и вращающие органы, образующие известным образом различные упомянутые выше функциональные элементы.

Турбореактивный двигатель 1 содержит, по существу, на уровне выходного края корпуса высокого давления "входную камеру" 4, содержащую органы типа подшипников и зубчатых передач, и, по существу, на уровне выходного края корпуса высокого давления "выходную камеру" 5, содержащую органы типа подшипников и зубчатых передач. Эти камеры 4, 5, классически известные специалисту под выражением масляные камеры 4, 5, так как они содержат суспензию из масляных капель, как объяснено ниже.

Турбореактивный реактивный двигатель 1, в общем, вытянут по оси А, которая является осью вращения его вращающихся органов, и, в частности, оси валов низкого давления 3 и высокого давления 2. Ниже в описании понятие продольный, радиальный, внутренний или внешний соотносятся с этой осью А.

Изобретение будет описано в своих различных вариантах осуществления в отношении входной камеры 4, но отсюда следует, что она касается также выходной камеры 5 и, в общем, всех других камер, содержащих органы с масляной суспензией для их смазки.

Входная камера 4 ограничивает объем, в котором размещены органы типа подшипников и зубчатых передач. Конкретнее, во входной камере 4 размещены первый подшипник 6, второй подшипник 7 и третий подшипник 8, причем эти подшипники 6, 7, 8 включают каждый внутреннее кольцо 6а, жестко соединенное с валом низкого давления 3, внешнее кольцо 6b, жестко соединенное с неподвижной конструкцией турбореактивного двигателя, а также средства вращения 6c, такие как шарики или ролики, между кольцами 6а, 6b для обеспечения вращения внутреннего кольца 6а относительно внешнего кольца 6b (только кольца 6а, 6b и средства вращения 6c первого подшипника 6 обозначены на чертежах). Входная камера 4 содержит внутри также внутренний конец 9 вала 10 отбора мощности на вал высокого давления 2, причем этот вал 10 соединен своим внешним концом с коробкой приводов агрегатов (не изображенной на чертеже), в общем, обозначаемой известным образом специалистами выражением AGB (AGB является английским акронимом "Accessory Gear Box").

Входная камера 4 имеет внутренний объем V, ограниченный неподвижными органами и вращающимися органами, точнее стенками неподвижных органов и вращающимися органами. В данном случае входная камера 4 ограничена, в частности, с внутренней стороны крайней входной частью вала низкого давления 3 и деталями, жестко соединенными с этим валом, с входной и внешней стороны кожухом 12, жестко соединенным с неподвижной конструкцией турбореактивного двигателя и удерживающим внешнее кольцо 6b первого подшипника 6, и с выходной стороны - кожухом 13, частично ограничивающим внутреннюю поверхность газовой струи (между компрессором низкого давления 1b и компрессором высокого давления 1c).

Подшипники, заключенные во внутреннем объеме V камеры 4, питаются смазочным маслом известным образом; масло, разбрызгиваемое вращающимися деталями, образует туман (или суспензию) взвешенных капель в камере 4. Такое питание маслом подшипников в камере 4 может быть получено различными путями. В данном случае внутреннее кольцо 6а первого подшипника 6 выполнено с отверстиями (неизображенными) для прохода масла во внутреннюю часть подшипника 6, затем вследствие центрифугирования - к внутреннему объему V камеры 4, как схематично изображено стрелкой F1 на фиг. 2; масло вбрасывается в камеру 4 и, точнее, центрифугируется, так как внутреннее кольцо 6а вращается. В соответствии с другим неизображенным вариантом осуществления один или несколько питающих масляных жиклеров могут быть известным образом расположены вблизи средств вращения 6c первого подшипника 6.

Входная камера 4 содержит, кроме того, с входной стороны герметизирующее уплотнение 14, функцией которого является обеспечение герметичности камеры 4 к маслу между ее вращающимися органами и ее статическими органами, в данном случае между кожухом 12 и валом 3 низкого давления, точнее между кожухом 12 и промежуточной деталью 15, жестко соединенной с валом 3 низкого давления, представленным ниже. Это герметизирующее уплотнение 14 является щеточным уплотнением 14. Оно содержит неподвижный орган 16 в виде кольцевого тора, жестко соединенный со стенкой неподвижной конструкции турбореактивного двигателя (в данном случае соединенный с кожухом 12 неподвижной конструкции), на котором закреплены волокна 17 или щетинки 17, в данном случае выполненные на основе углерода, предназначенные для обеспечения контакта со стенкой вращающегося органа турбореактивного двигателя. Неподвижный орган 16 в виде тора является твердым и выполнен, например, из металла, в данном случае из стали. Точнее, в данном случае кожух 12 неподвижной конструкции на своей входной части содержит канавку, в которой расположен неподвижный орган 16 в виде тора, который блокируется в этом положении гайкой 18 известным образом.

Камера 4 расположена с входной стороны вблизи входного конца вала 3 низкого давления. Внутреннее кольцо 6а подшипника 6 закреплено неподвижно непосредственно на валу 3 низкого давления. Последний содержит на входе этого внутреннего кольца 6а и на расстоянии от него радиальное плечико 3′, образующее реборду, обращенную к внешней стороне. Между внутренним кольцом 6а и радиальным плечиком 3′ закреплена промежуточная деталь 15, выполняющая множество функций. Эта промежуточная деталь в данном случае выполнена моноблочной; речь идет, в общем, об элементе вращения; она содержит первую продольную часть 15а кольцевой формы со стороны выхода, продолжающуюся радиальной частью 15b, из которой выходят две части, а именно радиальный фланец 15c и вторая кольцевая продольная часть 15d, входной край которой 15е закреплен на валу 3 низкого давления. Первая выходная продольная часть 15а промежуточной детали 15 закреплена между внутренним кольцом 6а и плечиком 3′ вала низкого давления и выполняет функцию крепления промежуточной детали 15. Ее радиальная часть 15b вытянута вдоль радиальной стенки от плечика 3′ и за ее наружный край. Ее радиальный фланец 15с образует экран для масла, питающего камеру 4 из внутреннего кольца 6а первого подшипника 6, чтобы оно не выбрасывалось непосредственно на герметизирующее уплотнение 14; специалисты обычно говорят о работе фланца 15c, образующего экран для капель масла, как о "каплеотражателе"; он позволяет, в частности, в данном случае управлять питанием уплотнения 14 маслом. Вторая кольцевая продольная часть 15d имеет наружную поверхность 15f, образующую дорожку для волокон 17 щеточного уплотнения 14, другими словами, эта поверхность 15f предназначена для того, чтобы свободные концы волокон 17 входили с ней в контакт; отмечается, что промежуточная деталь 15 жестко соединена с валом 3 низкого давления и, таким образом, приводится во вращение вместе с ним, тогда как щеточное уплотнение 14 является неподвижным, потому что оно жестко соединено с неподвижной конструкцией. Волокна 17 уплотнения 14 предпочтительно наклонены в поперечной плоскости в направлении вращения вала 3 низкого давления известным образом, чтобы сопровождать вращение дорожки 15, с которой они находятся в контакте.

В соответствии с изобретением уплотнение 14 питается смазочным маслом h, чтобы создать, направить и привести в движение масляный поток вдоль его волокон 17, обеспечивая, таким образом, прохождение масла вдоль волокон 17 и гарантируя, следовательно, эффективность уплотнения 14 и стабильность этой эффективности, как указано выше во вводной части описания.

В первом варианте осуществления, представленном на фиг. 2 и 3, турбореактивный двигатель 1 содержит резервуар 19 для сбора масла h при помощи силы тяжести в масляной суспензии камеры 4. Этот резервуар 19 выполняет, таким образом, функцию улавливания или сбора части масляной суспензии во внутреннем объеме V камеры 4. Турбореактивный двигатель 1 содержит, кроме того, каналы 20 для транспортировки и направления масла из резервуара 19 к щеточному уплотнению 14 и, точнее, к неподвижному концу его волокон 17.

Верх и низ, а также понятие верхний и нижний определены относительно вертикали, последняя для турбореактивного двигателя представляет собой вертикальное направление в его монтажном положении в самолете при стоянке, то есть когда самолет находится в горизонтальной плоскости. Вертикальная ось В пунктирно изображена на чертежах. Ось А турбореактивного двигателя 1 является, таким образом, горизонтальной на чертежах.

Точнее говоря, на фиг. 3 резервуар 19 расположен в верхнем положении турбореактивного двигателя 1. Он выполнен в виде камеры, закрытой со всех сторон за исключением верхней поверхности. Точнее говоря, он образован задней стенкой 19а, которая находится напротив входной стенки 19b, образованной внутренней частью кожуха 12 неподвижной конструкции, нижней (внутренней) стенкой 19c, образованной загибом (к выходу) кожуха 12 неподвижной конструкции и связывающей входные стенки 19b и 19а, и двумя боковыми стенками 19d, 19е, расположенными с обеих сторон. Его верхняя поверхность 19f является открытой. Выходная стенка 19а и боковые стенки 19d, 19е являются плоскими вертикальными стенками, а нижняя стенка 19c отслеживает кольцевую форму кожуха, и верхняя открытая поверхность 19f является горизонтальной.

Масло выбрасывается на внутреннюю поверхность кожуха 12 неподвижной конструкции, как схематично представлено по стрелке F1. Часть масла находится в виде суспензии в камере 4 и на различных органах, которые она содержит; часть масла струится по внутренней поверхности кожуха 12 неподвижной конструкции и стекает вследствие силы тяжести с верхней части турбореактивного двигателя 1 вниз; действительно, кожух 12 имеет коническую форму, уменьшающуюся от выхода к входу, и обеспечивает, таким образом, упомянутое стекание. Часть этого масла проходит, таким образом, вдоль одной из стенок 19b камеры 4 в резервуар 19, где оно скапливается, образуя масляную ванну h.

Каналы 20 простираются радиально и открываются с одной стороны в резервуар 19, а с другой стороны вблизи наружной стороны волокон 17 щеточного уплотнения 14, при этом каналы 20 огибают неподвижный орган 16 для направления масла к верхней стороне или неподвижному концу волокон 17. В данном случае, точнее говоря, турбореактивный двигатель 1 содержит два канала 20, расположенных с обеих сторон резервуара 19, как видно на фиг. 3. Масло h, содержащееся в резервуаре 19, вследствие силы тяжести стекает в каналы 20 и питает кольцевую камеру 22 (на 360°), выполненную между внутренней частью выходной стенки 19а, образуя резервуар 19, и внутренней частью неподвижного органа 16 щеточного уплотнения 14; кольцевая камера 22 "утоплена" в масле, то есть ее объем полностью заполнен маслом. Множество малых каналов 23, в данном случае просверленные эквидистантные лунки, направляющие масло из кольцевой камеры 22 к волокнам 17, обеспечивают распространение масла вдоль волокон 17 благодаря совместному эффекту силы тяжести и капиллярности. Расход масла h, питающего щеточное уплотнение 14, регулируется и определяется объемом резервуара 19 и размерами кольцевой камеры 22 и каналов 20, 23. Масло стекает вдоль волокон 17 уплотнения 14 до дорожки 15f, с которой эти волокна 17 находятся в контакте.

Кроме того, щеточное уплотнение 14 предназначено для пропускания газового (воздушного) потока снаружи внутрь V камеры 4, как обозначено стрелкой F2. Этот газовый поток известным образом мешает утечке масла из камеры 4. Кроме того, этот газовый поток образует средство удаления масла, когда оно достигает внутреннего конца волокон 17 уплотнения 14 и дорожки 15f, способствуя, таким образом, прохождению масла вдоль волокон 17. Точнее, газовый поток комбинируется с каплеотражателем 15c для удаления масла h: масло переносится газовым потоком F2 до каплеотражателя 15c, которым оно центрифугируется в камеру 4, где оно находится в суспензии в форме капель. Газовый поток F2 проходит по камере 4 и удаляется по каналам удаления масла или маслоуловителей (неизображенных, но известных и представленных во вводной части описания) для дальнейшего направления в газоотводящую трубу 21, которая известным образом концентрически проходит по валу 3 низкого давления.

Попутно отмечается, что в случае когда самолет занимает положение, в котором резервуар не ориентирован горизонтально, масло может вылиться из последнего; это может быть, например, при военном применении при полете истребителя на спине. В случае необходимости это не имело бы проблемных последствий, так как такая ситуация долго не продолжается, поэтому временное прерывание питания маслом не является проблематичным.

Ниже будут описаны другие формы осуществления турбореактивного двигателя по изобретению. Эти варианты осуществления весьма близки к предыдущей форме осуществления, изменены только элементы в связи с питанием маслом щеточного уплотнения 14. Поэтому для упрощения описания позиции, используемые для обозначения элементов турбореактивных двигателей по фиг. 4-7, совпадают с позициями идентичных, эквивалентных, подобных или сравнимых по конструкции или функции элементов турбореактивного двигателя по фиг. 1-3. Впрочем, описание турбореактивного двигателя по фиг. 1-3 по совокупности не повторяется, это описание применимо к турбореактивным двигателям по фиг. 4-7, поскольку не имеется несовместимости. Будут описаны только существенные конструктивные и функциональные различия.

В соответствии с вариантами осуществления стрелками F3 обозначены одна или несколько возможных траекторий капель масла h.

В варианте осуществления по фиг. 4 герметизирующее устройство тоже содержит резервуар 19 для рекуперации (или улавливания или отбора) с помощью силы тяжести масла h из масляной суспензии камеры 4 и каналы 20 для направления масла из резервуара 19 к щеточному уплотнению 14. Каналы 24, кроме того, выполнены в торе 16, удерживающем волокна 17, который выполнен полым; они открываются с одной стороны в каналы 20 для транспортировки масла из резервуара 19 и с другой стороны во внутренний объем неподвижного органа 16 в виде тора, содержащий радиально внешние концы или неподвижные концы волокон 17. Таким образом, каналы 20, 24 предназначены для жидкостной связи масляного резервуара 19 c радиально внешним неподвижным концом волокон 17, обеспечивая, таким образом, непосредственно пропитывание волокон 17 маслом через их внешний конец. Следовательно, улучшается прохождение масла вдоль волокон 17. Как и ранее, масло h удаляется с внутренней стороны волокон 17 для улучшения его циркуляции и исключения его скапливания на волокнах 17.

В варианте осуществления по фиг. 5 герметизирующее устройство содержит средства рекуперации масла в масляную суспензию камеры 4, содержащие, по меньшей мере, пару нервюр 25 для остановки или удержания масла и канавку 26, направляющую масло из нервюры 25 к волокнам 17 уплотнения 14; в данном случае оно содержит четыре пары нервюр 25 и одну канавку 26, которые распределены в верхнем положении турбореактивного двигателя, как изображено на фиг. 6. Точнее, каждая нервюра 25 простирается радиально наружу от внешней поверхности внутренней стенки 19c, образованной загибом (к выходу) кожуха 12 неподвижной конструкции; она расположена продольно по всей длине этой внутренней стенки 19c; ее функцией является образование удерживающего барьера для масла, стекающего вдоль внешней поверхности этой стенки 19c; часть масла, таким образом, удерживается точно на входе каждой нервюры 25, а остальная часть перетекает через нее. Каждая канавка 26 выполнена в выходной поверхности выходной стенки 27 канавки, в которой размещен неподвижный орган 16 в виде тора. Канавка 26 расположена радиально вдоль этой выходной стенки 27; она, кроме того, выполнена точно над нервюрой 25 на уровне барьера для масла, которое, таким образом, направляется в канавку 26 из зоны удержания над нервюрой 25. Масло, таким образом, направляется к внутренней части волокон 17, по которым оно распределяется вследствие совмещения эффектов силы тяжести и капиллярности; масло в данном случае удаляется таким же образом, как и в предыдущих вариантах осуществления.

Вариант осуществления по фиг. 5 является предпочтительным вариантом воплощения изобретения. Действительно, он является простым в изготовлении, так как достаточно только пары нервюр 25 и канавок 26. Его функционирование является, кроме того, весьма простым, так как масло вследствие силы тяжести поступает вниз турбореактивного двигателя, удерживается в этом движении нервюрами 25 и направляется от этих нервюр 25 к уплотнению 14 по канавкам 26.

В варианте осуществления по фиг. 7 герметизирующее устройство содержит средства питания маслом из источника специально предназначенного для питания маслом щеточного уплотнения 14. Точнее, устройство содержит каналы 28 для направления масла от вала низкого давления 3 (питаемые тем же источником масла, что и масло, поступающее в подшипник 6); именно эти каналы 28 образуют специально предназначенный для этого источник масла. Масло направляется к отверстиям 29, выполненным во второй продольной кольцевой части 15d промежуточной детали 15 в основании каплеотражателя 15c; эти отверстия 29 выполнены в количестве двух, но может быть предусмотрено различное количество. Масло вследствие центробежного эффекта отбрасывается к ковшу, образованному скругленной стенкой 30, выступающей из выходной стенки 27 канавки, в которой размещен неподвижный орган 16 в виде тора. В выходной стенке 27 канавки под ковшом выполнены каналы 31, сообщающиеся с кольцевой камерой 22, расположенной между внутренней частью выходной стенки 19а, образующей резервуар 19, и внутренней частью неподвижного органа 16 в виде тора щеточного уплотнения 14; стенка 30, образующая ковш, таким образом, в конечном итоге предназначена для направления отбрасываемого на нее и проходящего по ней масла в кольцевую камеру 22, которая в данном случае, "утоплена" в масле, то есть ее объем полностью заполнен маслом. Так же, как в варианте осуществления по фиг. 2, просверлено множество каналов 23 для транспортировки масла из кольцевой камеры 22 к неподвижным концам волокон 17, обеспечивающих распространение масла вдоль волокон 17. В данном случае масло удаляется таким же образом, как и в предыдущих вариантах осуществления.

Изобретение было представлено в отношении предпочтительных вариантов осуществления, но отсюда не следует, что не могут быть представлены другие варианты осуществления. В частности, характеристики различных представленных сходных вариантов осуществления могут быть скомбинированы между собой.

1. Герметизирующее устройство, приспособленное для реализации камеры (4, 5), образованной, по меньшей мере, одним вращающимся органом (3, 15) и, по меньшей мере, одним неподвижным органом (12, 13) турбореактивного двигателя (1), предназначенная для удержания взвеси капель смазочного масла (h), содержащее, по меньшей мере, одно щеточное уплотнение (14) с плотно расположенными рядом волокнами (17), ориентированными радиально в направлении вращающегося органа (3, 15) и прикрепленными одним из своих концов к неподвижному органу (16), жестко соединенному с упомянутым неподвижным органом (12), при этом упомянутое уплотнение предназначено для обеспечения герметичности между упомянутым вращающимся органом (15) и упомянутым неподвижным органом (12), отличающееся тем, что оно содержит средства (12, 19, 25, 30) для сбора части масла, проходящего вдоль одной из стенок (19b, 30) упомянутой камеры (4, 5), а также средства (20, 22, 23, 24, 26) направления упомянутого собранного масла (h) к неподвижному концу волокон (17) упомянутого щеточного уплотнения (14).

2. Устройство по п. 1, в котором упомянутые средства направления содержат, по меньшей мере, один канал (20, 22, 24, 26) для направления масла (h) при помощи силы тяжести из средств (12, 19, 25) для сбора к щеточному уплотнению (14).

3. Устройство по п. 2, в котором уплотнение (14) содержит, по меньшей мере, частично полый тор (16), к которому прикреплены волокна (17), при этом средства направления содержат, по меньшей мере, один канал (24) для направления масла (h) из средств (19) для сбора к внутренней части тора (16) для пропитки волокон (17) в их зоне крепления к тору (16).

4. Устройство по п. 2, в котором средства для сбора масла содержат в верхнем положении турбореактивного двигателя (1) резервуар (19) для рекуперации при помощи силы тяжести масла (h), циркулирующего вдоль одной из стенок.

5. Устройство по п. 2, в котором средства для сбора масла содержат, по меньшей мере, одну нервюру (25) для удержания масла, связанную с канавкой (26) для направления масла (h) от нервюры (25) к щеточному уплотнению (14).

6. Турбореактивный двигатель с герметизирующим устройством, содержащим признаки герметизирующего устройства по п. 1.



 

Похожие патенты:

Газотурбинный двигатель включает сегмент кольцеобразного блока входного направляющего аппарата и опорное и охлаждающее устройство, поддерживающее сегмент направляющего аппарата и направляющее охлаждающую среду для его охлаждения.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок.. Контактное графитовое уплотнение ротора турбомашины содержит контактную втулку, установленную на валу, корпус с крышкой, с расположенными в нем уплотнительным кольцом в виде сегментов и осевой пружиной.

Газовая турбина с осевым потоком содержит лопатки ротора, направляющие лопатки и вращающийся элемент. Лопатки ротора закреплены на роторе посредством елочных хвостовиков, установленных в выточенные осевые каналы ротора.

Щеточное уплотнение, проходящее в окружном направлении, расположенное между неподвижным и вращающимся компонентами механизма и в процессе эксплуатации механизма имеющее область повышенного давления на впускной стороне и область пониженного давления на выпускной стороне, содержит щетинки, образующие блок щетинок, нажимную пластину и подкладку для блока щетинок.

Ступень турбины содержит колесо ротора, установленное внутри разделенного на сектора кольца, удерживаемого внешним корпусом. Каждый кольцевой сектор содержит задний край, имеющий кольцевую выемку, ограниченную передним кольцевым упором, задним кольцевым упором и донной стенкой.

Направляющий аппарат турбины газотурбинного двигателя разделен на сектора, включающие внутреннюю и наружную платформы, связанные между собой радиальными лопатками.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение трения и износа элементов уплотнения за счет снижения нагрузки на графитовые кольца на пониженных режимах работы турбомашины.

Изобретение относится к уплотнению вала для турбомашины. Уплотнение вала для турбомашины содержит нагружаемое технологическим газом и запираемое со стороны процесса уплотнение технологического газа и нагружаемое воздухом и запираемое со стороны атмосферы атмосферное уплотнение.

Турбинная лопатка содержит перо, продолжающееся от первой поверхности турбинной полки, а также карманы, выполненные на двух сторонах турбинной полки. Карман с первой стороны турбинной полки предназначен для полного размещения первого подвижного уплотнения между передней и задней стенками кармана с первой стороны турбинной полки.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является повышение ресурса графитового уплотнения за счет проскальзывания в зоне контакта графитовых колец относительно контактных колец и втулки.

Колесо ступени турбомашины содержит средства межлопаточной герметизации, включающие вкладыши, введенные в продольные полости боковых кромок платформ лопаток и упирающиеся в рабочем режиме в боковые кромки платформ соседних лопаток. Каждый вкладыш имеет удлиненную цилиндрическую форму и содержит на своей наружной цилиндрической поверхности кольцевую проточку для прохода охлаждающего платформы лопаток воздуха, а также кольцевую выемку, образующую указатель износа. Глубина кольцевой выемки меньше глубины кольцевой проточки для прохода охлаждающего воздуха. Изобретение позволяет обеспечить возможность прохождения охлаждающего воздуха через вкладыши и оценки их износа. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Турбина (1) электростанции, предпочтительно паровая турбина включает в себя статор (2), ротор (3) и по меньшей мере одно уплотнительное устройство (12). Статор (2) имеет корпус (4) и в корпусе по меньшей мере одну обойму (5, 6, 7) направляющих лопаток, снабженную направляющими лопатками (8). Ротор (3) имеет вал (9) ротора, снабженный рабочими лопатками (11). Уплотнительное устройство (12) уплотняет каждую обойму (5, 6, 7) направляющих лопаток в осевом направлении относительно корпуса (4) и отделяет друг от друга две области (20, 21) различного давления. Уплотнительное устройство (12) имеет проходящее в окружном направлении и действующее в осевом направлении главное уплотнительное кольцо (24), которое обращено к области (21) с более низким давлением, и проходящее в окружном направлении и действующее в осевом направлении дополнительное уплотнительное кольцо (25), которое обращено к области (20) с более высоким давлением. Главное уплотнительное кольцо установлено на обойме направляющих лопаток неподвижно в осевом направлении, а дополнительное уплотнительное кольцо установлено подвижно в осевом направлении. Дополнительное уплотнительное кольцо натянуто с помощью пружинного элемента в осевом направлении в направлении области с более высоким давлением. Достигается улучшенное уплотняющее действие и уменьшение утечек. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является повышение его срока службы и расширение области применения. Радиально-торцевое уплотнение снабжено двумя графитовыми кольцами, установленными на валу по обе стороны от примыкающих друг к другу кольцевых элементов, двумя контактными втулками, установленными на валу по обе стороны от графитовых колец, при этом выступающие площадки выполнены с образованием кольца, расположенного с зазором относительно наружных поверхностей графитовых колец с возможностью контактирования его наружной поверхности с внутренней поверхностью цилиндрического участка наружного вала или статора, причем контактные втулки, графитовые кольца и кольцевые элементы зафиксированы на валу в осевом направлении, а между одной из контактных втулок и близлежащим графитовым кольцом установлена осевая пружина. 1 ил.

Газовая турбина содержит устройство с внешним и внутренним корпусами и уплотнительным кольцом, а также дополнительное устройство с дополнительным внутренним и дополнительным внешним корпусами. Внешний и внутренний корпуса устройства расположены с образованием между ними канала охлаждения. Уплотнительное кольцо расположено между внешним корпусом и внутренним корпусом устройства и уплотняет канал охлаждения от окружающей среды, которая окружает внешний корпус. Устройство имеет внутренний объем, окруженный внутренним корпусом, причем рабочая текучая среда движется через этот внутренний объем. Устройство и дополнительное устройство установлены с образованием между ними полости, окруженной внутренним корпусом, дополнительным внутренним корпусом, внешним корпусом и дополнительным внешним корпусом. Уплотнительное кольцо расположено между внешним корпусом и внутренним корпусом и установлено исключительно между внутренним корпусом и внешним корпусом таким образом, что уплотнительное кольцо уплотняет канал охлаждения так, что на текучую среду внутри полости не оказывает влияние давление охлаждающей текучей среды в канале охлаждения. При изготовлении газовой турбины образуют канал охлаждения между внешним и внутренним корпусами устройства. Располагают уплотнительное кольцо между внешним и внутренним корпусами таким образом, что уплотнительное кольцо уплотняет канал охлаждения от окружающей среды, которая окружает внешний корпус. Устанавливают совместно устройство и дополнительное устройство таким образом, что рабочая текучая среда может течь от дополнительного устройства к устройству. Группа изобретений позволяет обеспечить модульность конструкции газовой турбины. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Компонент турбины содержит лопатку, несущий элемент и четыре поверхности раздела между лопаткой и несущим элементом. Каждая из поверхностей раздела уплотнена с помощью листовых уплотнений. Первая поверхность раздела расположена на стороне передней кромки радиально наружной платформы лопатки, вторая поверхность раздела расположена на стороне передней кромки радиально внутренней платформы лопатки, третья поверхность раздела расположена на стороне задней кромки радиально наружной платформы лопатки, и четвертая поверхность раздела расположена на стороне задней кромки радиально внутренней платформы лопатки. Листовые уплотнения соединены с лопаткой и/или с несущим элементом с обеспечением возможности перемещения между лопаткой и несущим элементом. Другое изобретение группы относится к способу уплотнения от утечки между лопаткой и несущим элементом, в котором упомянутые поверхности раздела уплотняют с помощью листовых уплотнений. Группа изобретений позволяет обеспечить возможность движения между лопаткой и несущим элементом при сохранении уплотнительных характеристик. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к уплотнительному элементу (1) для уплотнения зазора (5) между двумя конструктивными элементами (2а, 2b), в частности к уплотнительной системе (2с) газотурбинной установки. Элемент проходит вдоль основной линии (21) и имеет контурированное поперечное сечение в рифленой средней зоне (10). В поперечном сечении уплотнительный элемент (1) ориентирован вдоль основной линии (21) и выполнен с возможностью деформации в направлении, по существу перпендикулярном основной линии (21). Уплотнительные зубцы (20) рифления имеют прямоугольный контур поперечного сечения, и высота (Н) его зубцов составляет между 10% и 40% измеряемой параллельно высоте (Н) зубцов толщины (D) уплотнительного элемента. Обеспечивается создание стойкого к износу, имеющего длительный срок службы уплотнительного элемента (1) с особенно эффективным запирающим действием. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх