Радиальный приводной центробежный суфлер


 


Владельцы патента RU 2596903:

Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и касается элементов систем газотурбинных двигателей и может быть использовано в качестве суфлера-сепаратора, воздухоотделителя в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), а также в других устройствах для отделения жидкости от газожидкостной смеси. Крыльчатка выполнена составной конструкции и смонтирована внутри установленной на конце вала цилиндрической камеры. Боковые торцы лопаток крыльчатки упираются в ее заднюю стенку, внешние кромки лопаток по наружному диаметру крыльчатки прилегают к боковой стенке камеры. В проточную часть крыльчатки установлена поперек лопаток по меньшей мере одна пара разделительных перегородок, одна из которых перекрывает межлопаточное пространство крыльчатки в центральной зоне проточной части на выходе из крыльчатки, а другая перегородка перекрывает его в периферийной зоне проточной части на выходе из крыльчатки. При этом подвод газожидкостной смеси на вход суфлера выполнен осевым со стороны передней стенки камеры, отвод чистого газа выполнен со стороны задней ее стенки через полый вал, а возврат уловленной суфлером жидкости в картер суфлируемой полости выполнен через радиальные каналы в боковой стенке камеры, на внешней стороне которой выполнен зубчатый венец. Такое выполнение приводного центробежного суфлера позволит обеспечить интенсификацию отделения жидкости в нем за счет разделения траекторий двух потоков - газожидкостной смеси, поступившей на вход суфлера для очистки, и потока уловленных частиц жидкости, возвращающихся в картер суфлируемой полости для повторного использования.1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и касается элементов систем газотурбинных двигателей и может быть использовано в качестве суфлера-сепаратора, воздухоотделителя в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), а также в других устройствах для отделения жидкости от газожидкостной смеси.

Известен радиальный приводной центробежный суфлер, содержащий закрепленную на полом валу в опорных подшипниках крыльчатку, расположенную внутри картера суфлируемой полости (см. М.М. Бич, Е.В. Вейнберг, Д.Н. Сурнов «Смазка авиационных газотурбинных двигателей», М., Машиностроение, 1979 г., стр. 92, рис. 4.48).

Недостаток известного устройства заключается в том, что процесс отделения жидкости от газов в суфлере недостаточно эффективен. Упомянутый недостаток может быть объяснен кратковременным пребыванием потока газожидкостной смеси в проточной части крыльчатки и часть жидких включений, не успевая осадиться в инерционном поле, уносится в окружающую атмосферу.

Другая причина недостаточной эффективности устройства заключается в том, что отвод потока уловленных частиц жидкости осуществляется в противоход движению потока газожидкостной смеси, поступающей в суфлер для очистки, что тормозит процесс сепарации.

Задача изобретения - интенсификация отделения жидкости в суфлере.

Указанная задача решается тем, что в известном радиальном приводном центробежном суфлере, содержащем закрепленную на полом валу в опорных подшипниках крыльчатку, расположенную внутри картера суфлируемой полости, согласно изобретению крыльчатка выполнена составной конструкции и смонтирована внутри установленной на конце вала цилиндрической камеры так, что боковые торцы лопаток крыльчатки упираются в ее заднюю стенку, внешние кромки лопаток по наружному диаметру крыльчатки прилегают к боковой стенке камеры, а в проточную часть крыльчатки установлена поперек лопаток, по меньшей мере, одна пара разделительных перегородок, одна из которых перекрывает межлопаточное пространство крыльчатки в центральной зоне проточной части на выходе из крыльчатки, а другая перегородка перекрывает его в периферийной зоне проточной части на выходе из крыльчатки, причем подвод газожидкостной смеси на вход суфлера выполнен осевым со стороны передней стенки камеры, отвод чистого газа выполнен со стороны задней ее стенки через полый вал, а возврат уловленной суфлером жидкости в картер суфлируемой полости выполнен через радиальные каналы в боковой стенке камеры, на внешней стороне которой выполнен зубчатый венец.

За счет разделения траекторий движения двух потоков, - газожидкостной смеси, поступающей на вход суфлера для очистки, и потока уловленных частиц жидкости, возвращающихся в картер суфлируемой полости для повторного использования, - и за счет увеличения траектории движения потока газожидкостной смеси в проточной части крыльчатки (то есть увеличения времени пребывания смеси в инерционном поле), достигается интенсификация отделения жидкости в суфлере.

На чертеже изображен общий вид радиального приводного центробежного суфлера.

Устройство содержит крыльчатку составной конструкции, состоящей из двух одинаковых лопаточных колес 1, разделенных между собой поперечной перегородкой 2, перекрывающей межлопаточное пространство колес в периферийной зоне проточной части крыльчатки. В средней части лопаточных колес 1 по центру выполнены кольцевые вырезы 3, в которые запрессованы перегородки 4, перекрывающие межлопаточное пространство колес в центральной зоне проточной части крыльчатки. Лопаточные колеса 1 и перегородки 2, 4 смонтированы внутрь цилиндрической камеры 5, выполненной на конце полого вала 6 за одно целое с ним так, что торцевые стороны лопаток колес 1 через перегородку 2 упираются в заднюю стенку 7 камеры 5, а боковые кромки лопаток по наружному диаметру плотно прилегают к ее боковой стенке 8, в которой выполнены два ряда радиальных каналов 9 для отвода уловленной суфлером жидкости внутрь суфлируемой полости картера 10 и зубчатый венец 11 для привода суфлера во вращение. В передней стенке 12 камеры 5 имеется заборный патрубок 13 для подвода газожидкостной среды на вход суфлера. Вал 6 установлен в опорные подшипники 14 и снабжен на противоположном от камеры 5 конце торцовым контактным уплотнением 15. Между опорными подшипниками 14 и уплотнителем 15 в картере 10 имеются каналы 16 для отвода охлаждающей жидкости от подшипников.

Устройство работает следующим образом.

Газожидкостная смесь из суфлируемой полости картера 10 через заборный патрубок 13 в передней стенке 12 камеры 5 под действием перепада давлений попадает в межлопаточное пространство правого лопаточного колеса 1 составной крыльчатки, приводимой во вращение через зубчатый венец 11 на боковой стенке 8 цилиндрической камеры 5. В передней части лопаточного колеса 1, ближайшего к заборному патрубку 13, газожидкостная смесь движется в направлении от центра к периферии и попадает в поле действия инерционных сил. Под действием центробежных сил жидкость отбрасывается к боковой стенке 8 камеры 5 и через первый ряд радиальных каналов 7 возвращается обратно в картер 10 суфлируемой полости. Поток газожидкостной смеси с оставшимися в нем включениями жидкости (но меньших размеров) поворачивается вдоль боковой стенки камеры 5 (то есть движется в осевом направлении, как в осевом суфлере) и, натыкаясь на поперечную перегородку 2, поворачивает и начинает движение в направлении от периферии к центру (то есть задняя часть лопаточного колеса 1 работает по принципу радиального суфлера). Оставшиеся включения жидкости в потоке газожидкостной смеси, попадая в поле действия инерционных сил, также отбрасываются к боковой стенке 8 камеры 5 и через те же радиальные каналы 7 возвращаются в картер 10.

При дальнейшем движении потока газожидкостной смеси в межлопаточном пространстве второго лопаточного колеса 1 описанный выше процесс повторяется, что обеспечивает интенсификацию отделения жидкости в суфлере. Полностью освободившись от жидких включений, поток чистого газа через каналы внутри полого вала 6 выпускается в окружающую среду, что обеспечивает высокие экологические характеристики устройства. Для обеспечения надежной работы опорных подшипников 14 они охлаждаются и смазываются подачей масла через форсунку; отработанная смазка через каналы 16 возвращается в картер 10, а торцовое контактное уплотнение 15 исключит ее утечку в окружающую среду.

Предложенный приводной центробежный суфлер позволяет обеспечить интенсификацию отделения жидкости в суфлере за счет разделения траекторий движения двух потоков, - газожидкостной смеси, поступающей на вход суфлера для очистки, и потока уловленных частиц жидкости, возвращающихся в картер суфлируемой полости для повторного использования, - и за счет увеличения траектории движения потока газожидкостной смеси в проточной части крыльчатки (то есть увеличения времени пребывания смеси в инерционном поле).

Радиальный приводной центробежный суфлер, содержащий закрепленную на полом валу в опорных подшипниках крыльчатку, расположенную внутри картера суфлируемой полости, отличающийся тем, что крыльчатка выполнена составной конструкции и смонтирована внутри установленной на конце вала цилиндрической камеры так, что боковые торцы лопаток крыльчатки упираются в ее заднюю стенку, внешние кромки лопаток по наружному диаметру крыльчатки прилегают к боковой стенке камеры, а в проточную часть крыльчатки установлена поперек лопаток по меньшей мере одна пара разделительных перегородок, одна из которых перекрывает межлопаточное пространство крыльчатки в центральной зоне проточной части на выходе из крыльчатки, а другая перегородка перекрывает его в периферийной зоне проточной части на выходе из крыльчатки, причем подвод газожидкостной смеси на вход суфлера выполнен осевым со стороны передней стенки камеры, отвод чистого газа выполнен со стороны задней ее стенки через полый вал, а возврат уловленной суфлером жидкости в картер суфлируемой полости выполнен через радиальные каналы в боковой стенке камеры, на внешней стороне которой выполнен зубчатый венец.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике. Предложена опора турбины высокого давления, содержащая корпус подшипника с силовыми спицами, закрепленными на корпусе турбины, наружное кольцо подшипника, установленное в корпусе между упорным буртом и гайкой, и роликоподшипник, взаимодействующий с ротором турбины.

Изобретение относится к системе охлаждения газотурбинного двигателя с помощью охлаждающего воздуха. Двухроторный газотурбинный двигатель, содержащий полость наддува опоры компрессора низкого давления, полость наддува опоры компрессора высокого давления и полость наддува опоры турбины, сообщенные через' подвижные уплотнения с газовоздушным трактом двигателя и с полостями маслосистемы, предмасляные полости, сообщенные с одноименными полостями наддува и полостями маслосистемы через подвижные уплотнения и форсажную камеру, согласно изобретению содержит систему последовательно сообщенных друг с другом посредством воздуховодов предмасляную полость компрессора низкого давления и предмасляную полость компрессора высокого давления, одновременно сообщенных с предмасляной полостью турбины, эжектор, содержащий эжектируемую и эжектирующую полости и камеру смешения, при этом эжектируемая полость своим входом сообщена с предмасляной полостью турбины, а выходом - с входом камеры смешения, эжектирующая полость своим входом сообщена с источником питания, а выходом - с входом камеры смешения, причем выход камеры смешения сообщен с входной полостью форсажной камеры.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения и касается предохранительного клапана двойного действия, используемого в системе суфлирования масляных полостей подшипниковых опор ротора авиационного газотурбинного двигателя для поддержания заданных режимов давления воздуха в масляных полостях.

Изобретение относится к области пленок демпфирующих жидкостей направляющего подшипника вала турбомашины и, более конкретно, относится к регулированию толщины такой пленки демпфирующей жидкости.

Упругодемпферная опора ротора тяжелой турбомашины относится к ГТД авиационного и наземного применения, а именно к конструкции упругодемпферной опоры компрессора мощной турбомашины наземного применения или мощного ГТД тяжелого самолета, не летающего в перевернутом полете.

Масляная система авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) относится к области авиационного двигателестроения. Магистрали откачки масла насосов, подключенных к масляным полостям подшипниковых опор ротора, сообщены с магистралью откачки масла насоса масляной полости коробки привода агрегатов через обратный клапан, подпружиненный в сторону магистралей откачки насосов масляных полостей подшипниковых опор ротора, сопротивление которого близко к разности напоров давления, создаваемых насосами откачки масла масляных полостей подшипниковых опор ротора и коробки привода агрегатов.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к маслобаку системы смазки авиационного двигателя, устанавливаемого на сверхзвуковые маневренные самолеты.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и касается элементов системы суфлирования авиационного газотурбинного двигателя (ГТД). Перед опорным подшипником установлен через радиальное отверстие в валу стопор в виде цилиндрического штифта так, что выступающие за пределы боковой поверхности вала цилиндрические участки штифта расположены перед торцом внутренней обоймы опорного подшипника, зафиксированной относительно корпуса.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к разработке энергоустановок с охлаждением масла в замкнутой циркуляционной системе, что характерно для авиационных газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к двигателям, применяемым в качестве привода газоперекачивающих агрегатов и энергоустановок.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и, в частности, к малоразмерным газотурбинным двигателям с системой смазки и охлаждения подшипников. Малоразмерный газотурбинный двигатель содержит систему топливопитания и смазки подшипников ротора со смесителем, обеспечивающим создание рабочего тела путем перемешивания топливомасляной смеси с воздухом, отбираемым из кольцевого коллектора компрессора через наклонные пазы, направление которых совпадает с направлением потока воздуха в месте его отбора. Смеситель выполнен в виде тройника, имеющего входной канал подачи сжатого воздуха, входной канал подачи топливомасляной смеси, полость смешивания и выходной канал подачи рабочего тела на подшипники. Подшипники установлены с предварительным натягом в осевом направлении, обеспеченным пружиной. Такое выполнение системы смазки позволит снизить газодинамические потери при отборе воздуха из компрессора, уменьшить тепловыделение на подшипниках за счет исключения проскальзывания шариков по беговым дорожкам, уменьшить износ и нагрев подшипников, повысить эффективность системы смазки и охлаждения. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх