Осевой приводной центробежный суфлер



Осевой приводной центробежный суфлер
Осевой приводной центробежный суфлер

 


Владельцы патента RU 2614469:

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

Изобретение относится к области машиностроения, касается элементов систем газотурбинных двигателей и может быть использовано в качестве суфлера-сепаратора в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) для отделения жидкости от газожидкостной смеси. Подшипник размещен внутри крыльчатки, внутренняя обойма его установлена на выполненном в корпусе соосно крыльчатке цилиндрическом пальце. Наружная обойма подшипника закреплена относительно крыльчатки. По обе стороны подшипника внутри крыльчатки образованы изолированные от ее проточной части камеры, одна из которых со стороны входа в крыльчатку сообщена через выполненные в лопатках радиальные каналы с каналом отвода отсепарированного масла, а другая камера, обращенная к тыльной стороне крыльчатки, через осевой и радиальный каналы, выполненные внутри пальца, сообщена с каналом подвода масла к опорному подшипнику. Изобретение позволяет повысить надежность работы суфлера и сократить расход масла на двигателе. 1 ил.

 

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

Известен приводной центробежный суфлер, содержащий корпус с каналами подвода масла к опорному подшипнику в тыльной стороне крыльчатки и отвода отсепарированного масла (см. М.М. Бич, Е.В. Вейнберг, Д.Н. Сурнов. «Смазка авиационных газотурбинных двигателей». М., Машиностроение, 1979 г., стр. 95, рис. 4.50).

В конструкции известного суфлера использована длинная осевая крыльчатка, поэтому для обеспечения жесткости ротора применена двухсторонняя установка подшипников (по обе стороны крыльчатки).

При этом опорный подшипник, расположенный в тыльной стороне крыльчатки, оказывается отрезанным от масляной полости коробки приводов агрегатов (КПА), на которой установлен суфлер, из-за чего упомянутый выше подшипник не может быть подключен к системе подачи и откачки масла КПА, что резко снижает его работоспособность.

Автономный подвод масла к опорному подшипнику, расположенному в корпусе на выходе из суфлера, усложняет конструкцию маслосистемы двигателя, так как появляется необходимость в дополнительном устройстве для возврата отработанной в подшипнике смазки в систему смазки для очистки и охлаждения. В конструкции известного суфлера возврат масла, подводимого к опорному подшипнику в тыльной стороне крыльчатки, затруднен из-за наличия импеллерного уплотнения и застойной полости за подшипником на выходе суфлера, поэтому часть смазки будет через воздушную полость уходить в окружающую атмосферу, что приведет к повышению расхода смазки на двигателе и ухудшению его экологических характеристик.

Задача изобретения - организация циркуляционной смазки опорного подшипника, расположенного со стороны выхода из суфлера, в системе смазки КПА.

Технический результат изобретения - повышение надежности работы центробежного суфлера и снижение расхода масла на двигателе.

Указанный результат достигается тем, что в известном осевом приводном центробежном суфлере, содержащем корпус с каналами подвода масла к опорному подшипнику в тыльной стороне крыльчатки и отвода отсепарированного масла, согласно изобретению подшипник размещен внутри крыльчатки, внутренняя обойма его установлена на выполненном в корпусе соосно крыльчатке цилиндрическом пальце, наружная обойма подшипника закреплена относительно крыльчатки, причем по обе стороны подшипника внутри крыльчатки образованы изолированные от ее проточной части камеры, одна из которых со стороны входа в крыльчатку сообщена через выполненные в лопатках радиальные каналы с каналом отвода отсепарированного масла, а другая камера, обращенная к тыльной стороне крыльчатки, через осевой и радиальный каналы, выполненные внутри пальца, сообщена с каналом подвода масла к опорному подшипнику.

Благодаря тому, что с обеих сторон опорного подшипника образованы проточные для масла полости (камеры), подключенные через радиальные каналы в лопастях крыльчатки к каналу отвода отсепарированного масла, осуществляется движение масла через опорный подшипник по замкнутому контуру с помощью центробежных сил, действующих на масло при протекании его в радиальных каналах лопастей крыльчатки при ее вращении, что характерно для циркуляционной системы смазки.

Отсутствие застойных зон в полостях (камерах), примыкающих к упорному подшипнику, уменьшит протечки смазки через контактное уплотнение крыльчатки (разрезными поршневыми кольцами), что приведет к сокращению расхода масла на двигателе.

На чертеже представлена принципиальная конструкция осевого приводного центробежного суфлера.

Суфлер содержит корпус 1 с установленной в нем в опорных подшипниках 2 и 3 крыльчаткой 4. Подшипник 2 расположен внутри крыльчатки 4 в тыльной ее стороне, а подшипник 3 расположен перед крыльчаткой и установлен на приводном валу 5, выполненном за одно целое с крыльчаткой.

В корпусе 1 соосно крыльчатке 4 образован цилиндрический выступ (палец) 6, на котором с небольшим зазором установлена внутренняя обойма 7 подшипника 2, наружная обойма 8 которого закреплена относительно крыльчатки. В корпусе 1 имеются каналы 9 и 10 подвода масла от системы смазки КПА, которые сообщены с осевым 11 и радиальным 12 каналами, выполненными в пальце 6. Внутри крыльчатки 4 по обеим сторонам подшипника 2 образованы изолированные от ее проточной части камеры 13 и 14. Камера 13 сообщена через каналы 12 и 11 в цилиндрическом пальце 6 с каналами 9, 10 подвода масла к подшипнику 2 из системы смазки КПА. Камера 14 через радиальные каналы 15 в лопастях 16 крыльчатки 4 сообщена с каналом 17 отвода отсепарированного масла от суфлера в систему смазки двигателя. Камера 13 отделена от проточной части крыльчатки 4 уплотнительными кольцами 18 (например, в виде разрезных пружинных колец). В крыльчатке 4 выполнены окна 19, сообщающиеся через канал 20 и фланец 21 с окружающей атмосферой.

Устройство работает следующим образом.

Газожидкостная смесь поступает на вход осевой крыльчатки 4, приводимой во вращение через приводной вал 5. Попадая на лопатки 16 крыльчатки 4, тяжелая фракция (масло) газожидкостной смеси под действием центробежных сил отбрасывается на периферию крыльчатки и по маслосбрасывающей резьбе, выполненной на боковой стенке внутри корпуса 1, сбрасывается в канал 17 отвода отсепарированного масла. Выделившийся из газожидкостной смеси газ через окна 19 в крыльчатке 4 и каналы 20 в корпусе 1 выводится к фланцу 21 и отводится в окружающую атмосферу. Масло от КПА по каналам 9, 10 и каналам 11, 12 в цилиндрическом пальце 6 корпуса 1 попадает внутрь вращающейся вместе с крыльчаткой 4 камеры 13, где омывает левую сторону опорного подшипника 2, и через прорези в крыльчатке, выполненные со стороны наружной обоймы 8, проходит в камеру 14. Растекаясь тонким слоем по боковой стенке вращающейся камеры 14, масло заполняет радиальные каналы 15 в лопастях 16 и под действием центробежных сил выбрасывается в канал 17 отвода отсепарированного масла. Количество радиальных каналов 15 в лопастях 16 зависит от проходного сечения радиального канала 12 и от частоты вращения крыльчатки 4.

Поскольку правая сторона опорного подшипника 3 обращена против потока газожидкостной смеси, часть масла оседает на телах качения, что обеспечивает смазку их трущихся поверхностей. По мере накопления масла на телах качения подшипника 3 часть смазки сдувается потоком смеси, обеспечивая отвод тепла от них, и попадает на выход крыльчатки 4, где улавливается и возвращается в систему смазки двигателя.

При реализации заявленного осевого приводного центробежного суфлера повышается надежность работы и сокращается расход масла на двигателе.

Осевой приводной центробежный суфлер, содержащий корпус с каналами подвода масла к опорному подшипнику в тыльной стороне крыльчатки и отвода отсепарированного масла, отличающийся тем, что подшипник размещен внутри крыльчатки, внутренняя обойма его установлена на выполненном в корпусе соосно крыльчатке цилиндрическом пальце, наружная обойма подшипника закреплена относительно крыльчатки, причем по обе стороны подшипника внутри крыльчатки образованы изолированные от ее проточной части камеры, одна из которых со стороны входа в крыльчатку сообщена через выполненные в лопатках радиальные каналы с каналом отвода отсепарированного масла, а другая камера, обращенная к тыльной стороне крыльчатки, через осевой и радиальный каналы, выполненные внутри пальца, сообщена с каналом подвода масла к опорному подшипнику.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к роторным газотурбинным машинам и может быть использована для подачи масла в межроторные подшипники для смазывания и охлаждения их, а также для уменьшения контактных напряжений на телах качения подшипников.

Устройство для смазки опорного подшипника ротора двухроторной турбомашины относится к области авиационного двигателестроения. Масляная полость сообщена магистралью слива с компенсационной емкостью, подсоединенной к всасывающей магистрали откачивающего насоса и сообщенной через сливную магистраль с масляной полостью в зоне стыковки качающего узла насоса с приводной рессорой.

Изобретение может быть использовано при изготовлении опор с расположением подшипника между двумя вращающимися роторами, в частности в газотурбинных двигателях авиационного и наземного применения.

Изобретение относится к энергетике. Опора двухвального газотурбинного двигателя, содержащая роликоподшипник, установленный между валами роторов низкого и высокого давлений, масляную подводящую полость под внутренним кольцом, маслоподводящие отверстия, выполненные во внутреннем кольце подшипника, сепаратор, центрированный по наружному кольцу, причём на беговых дорожках внутреннего и наружного колец выполнены одна или несколько радиальных маслоотводящих канавок произвольного профиля.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, а именно к маслосистемам, их агрегатам наддува полостей и устройствам суфлирования масла. Двухроторный газотурбинный двигатель снабжен системой последовательно сообщенных друг с другом посредством дополнительных воздуховодов предмасляных полостей компрессора низкого давления и предмасляной полости компрессора высокого давления, одновременно сообщенных с предмасляной полостью турбины, эжектором, содержащим эжектируемую полость, эжектирующую полость и камеру смешения, предмасляная полость турбины сообщена, с одной стороны, через воздуховод с клапаном суфлирования, а с другой стороны, с входом эжектируемой полости эжектора, выход которой сообщен с входом камеры смешения, при этом эжектирующая полость своим входом сообщена с источником питания, а выходом с входом камеры смешения, выход камеры смешения сообщен с входной полостью форсажной камеры.

Изобретение относится к авиационным двухконтурным турбореактивным двигателям (ТРДД). Предложена передняя опора ротора вентилятора двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащая ступицу, корпус подшипника, два упругих элемента, соединенных параллельно так, что их жесткости суммируются, роликовый подшипник, смазываемый барботажем, цапфу, фигурную втулку, закрепленную на цапфе и фиксирующую фланцем внутреннее кольцо подшипника и вращающиеся детали сегментного контактного уплотнения, сегментное контактное уплотнение, состоящее из втулки с резьбой, закрепленной на цапфе, кольца, по резьбе соединенного с этой втулкой, трех графитовых уплотнительных колец, составленных из отдельных сегментов, прижатых к контактирующему с ними кольцу двумя пружинами так, что между торцами сегментов этих колец остается зазор 0,05÷0,1 мм, два из которых без зазора вставлены друг в друга, а третье кольцо установлено встык к этим двум кольцам, причем стыки сегментов этих колец в окружном направлении разнесены друг от друга, лабиринтное уплотнение предмасляной полости опоры, состоящее из лабиринтного кольца и статорного элемента, трубу, расположенную внутри цапфы и образующую воздушную полость в ней, и в фигурной втулке и цапфе выполнены отверстия, через которые подводится масло для охлаждения кольца, контактирующего с графитовыми уплотнительными кольцами, и в трубе, цапфе и лабиринтном кольце выполнены отверстия, через которые подается воздух для наддува предмасляной полости опоры, отличающаяся тем, что корпус подшипника выполнен за одно целое с обоими упругими элементами, выполненными в виде упругих колец с равномерно чередующимися наружными и внутренними выступами, натяг между наружным кольцом подшипника и внутренними выступами упругих колец равен 0÷h/2 мм, где h - высота выступов упругих колец, равная h=0,15÷0,3 мм, в расточки, выполненные в наружном кольце подшипника с обеих его сторон, запрессованы две втулки с полированными торцами, выполненные из стали или бронзы БрС30, и торцы зазора между ступицей и наружным кольцом подшипника, в котором размещены упругие кольца, уплотнены металлическими уплотнительными кольцами, которые прижаты ответными полированными торцами к полированным торцам этих втулок резиновыми уплотнительными кольцами, расположенными в кольцевых канавках в бурте корпуса подшипника и корпусе сегментного контактного уплотнения, и на каждом металлическом уплотнительном кольце выполнен выступ, который входит соответственно в ответный паз, выполненный в бурте корпуса подшипника или корпуса сегментного контактного уплотнения с зазором по периметру паза, меньшим смещения металлического уплотнительного кольца, при котором возникают взаимные проскальзывания металлического и резинового уплотнительных колец, и равным 0÷0,05 мм, а на торцах наружного кольца подшипника выполнены выступы, входящие в ответные пазы в металлических уплотнительных кольцах с зазором по периметру паза, равным или немного большим допустимого смещения цапфы в ступице, с зазором 0,15÷0,3 мм, и радиальный зазор между металлическими уплотнительными кольцами и корпусом подшипника меньше смещения металлического уплотнительного кольца, при котором возникают взаимные проскальзывания металлического и резинового уплотнительных колец, меньше 0,1 мм, и радиальное расстояние от наружной окружности, ограничивающей зону контакта резинового уплотнительного кольца с металлическим уплотнительным кольцом, до наружной цилиндрической поверхности металлического уплотнительного кольца таково, что гидравлическое давление, действующее на каждое металлическое уплотнительное кольцо со стороны уплотнительного резинового кольца, уравновешивает в случае раскрытия стыка между металлическим уплотнительным кольцом и наружным кольцом подшипника гидравлическое давление, действующее на металлическое уплотнительное кольцо со стороны наружного кольца подшипника, а внутренний диаметр резьбы втулки, закрепленной на цапфе, равен или больше наружного диаметра внутреннего кольца подшипника, а само резьбовое соединение уплотнено резиновым уплотнительным кольцом, размещенным в кольцевых расточках втулки и кольца, и между кольцом и лабиринтным кольцом установлено разрезное упругое кольцо, в свободном состоянии сцентрированное по пояску лабиринтного кольца, цилиндрические поверхности двух графитовых колец, вставленных друг в друга, по которым они контактируют, выполнены с эксцентриситетом по отношению к цилиндрической поверхности внутреннего кольца этой пары, по которой оно контактирует с кольцом, навернутым на втулку, и в качестве пружин, прижимающих сегменты графитовых уплотнительных колец к контактирующему с ними кольцу, применены два кольцевых многослойных гофрированных пакета, набранных «гофр в гофр» из шлифованных стальных нагартованных лент или лент, изготовленных из закаленной нержавеющей стали, причем стыки концов лент равномерно распределены по вершинам гофров, каждый пакет гофрированных лент с радиальным натягом по вершинам гофров, созданным одинаковым одновременным сжатием всех гофров пакета в радиальных направлениях, вставлен в кольцевой зазор между корпусом сегментного контактного уплотнения и тем графитовым уплотнительным кольцом, на которое он опирается, до упора друг в друга и в стенку этого корпуса так, что его вершины располагаются в ответных полукруглых сегментных выемках, выполненных в контактирующих с пакетами деталях, и сегментное контактное уплотнение со стороны предмасляной полости опоры закрыто крышкой и уплотнено резиновыми уплотнительными кольцами, расположенными в кольцевых канавках крышки, и крышка и корпус сегментного уплотнения изготовлены из стали одинаковой марки или бронзы БрС30, причем кольцевой зазор между корпусом сегментного уплотнения и крышкой также меньше 0,1 мм, и в крышке выполнен несквозной паз, в который с суммарным зазором по боковым сторонам паза, меньшим 0,1 мм, входит упор, герметично частью с конической трубной резьбой закрепленный в корпусе сегментного уплотнения и законтренный упругим кольцом, и крышка упругими силами, созданными упругим разрезным кольцом, размещенным в кольцевой канавке корпуса сегментного уплотнения, и давлением воздуха, поступающего в предмасляную полость опоры через отверстия в трубе, цапфе и лабиринтном кольце, прижата полированным торцом к ответным полированным торцам графитных уплотнительных колец, а в бурте корпуса подшипника выполнено дроссельное отверстие, сообщающееся с зазором по периметру паза, выполненного в металлическом уплотнительном кольце.

Изобретение относится к гидравлическому подшипнику для стационарной газовой турбины, содержащему масляную ванну, в которой предусмотрен сток для гидравлического масла, при этом сток содержит расположенное в масляной ванне сточное отверстие и примыкающий к сточному отверстию сточный трубопровод, при этом предусмотрены средства, которые в стекающем гидравлическом масле вызывают в сточном трубопроводе кольцевой поток с центральным воздушным столбом.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и, в частности, к малоразмерным газотурбинным двигателям с системой смазки и охлаждения подшипников.

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.

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 области авиадвигателестроения, в частности к устройствам для смазки опорных подшипников роторов турбомашин. Устройство для смазки опорного подшипника ротора турбомашины содержит откачивающий насос, всасывающая магистраль которого подключена к сливной магистрали масляной полости. Снаружи масляной полости установлена компенсационная емкость, верхняя полость которой сообщена со сливной магистралью, последняя выполнена из двух автономных трубопроводов, подсоединенных параллельно к масляной полости таким образом, что заборник масла одного из трубопроводов размещен в нижней части полости, а заборник масла другого - выше первого, причем нижняя полость компенсационной емкости сообщена со всасывающей магистралью откачивающего насоса. Осуществление изобретения позволит увеличить КПД турбомашины за счет снижения гидравлических потерь в проточной части корпуса и повысить надежность работы маслосистемы при останове турбомашины. 1ил.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к системам разгрузки опор роторов компрессоров низкого давления газотурбинного двигателя, в том числе и в составе летательного аппарата. Компрессор низкого давления газотурбинного двигателя содержит ротор, передняя и задняя цапфы которого установлены в передней и задней опорах статора соответственно, шарикоподшипник, вспомогательную втулку, шарнирные V-образные механизмы и упорное кольцо. Наружное кольцо шарикоподшипника установлено в его корпусе, соединенном с корпусом передней опоры посредством разъемного соединения, а внутреннее кольцо шарикоподшипника установлено на наружном диаметре вспомогательной втулки. На торце передней цапфы ротора установлено упорное кольцо, соединенное с вспомогательной втулкой посредством расположенных по окружности относительно продольной оси компрессора шарнирных V-образных механизмов. Каждый V-образный механизм образован двумя качалками, соединенными друг с другом посредством шарнирного соединения, при этом в месте их соединения установлен груз, расположенный на диаметре меньшем, чем диаметр внутреннего кольца вспомогательной втулки. Свободные концы качалок соединены со вспомогательной втулкой и упорным кольцом соответственно посредством шарнирных соединений. Изобретение позволяет повысить надежности работы компрессора низкого давления газотурбинного двигателя. 1 ил.
Наверх