Маслосистема газотурбинного двигателя


 


Владельцы патента RU 2618996:

Публичное акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ПАО УМПО (RU)

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к масляной системе авиационного газотурбинного двигателя (ГТД). Маслосистема ГТД содержит маслобак с центробежным воздухоотделителем, суфлер-сепаратор с магистралью суфлирования и установленный в магистрали подачи масла сифонный затвор с жиклером стравливания в петле затвора. Внутри маслобака установлен дополнительный центробежный воздухоотделитель, вход в который сообщен с магистралью суфлирования суфлера-сепаратора, а выход - со свободным объемом маслобака, причем жиклер стравливания в петле сифонного затвора подключен к магистрали суфлирования. Осуществление изобретения приведет к повышению надежности срабатывания сифонного затвора после останова двигателя и, следовательно, работы всей маслосистемы и двигателя в целом. 1 ил.

 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и, в частности, к масляной системе газотурбинного двигателя (ГТД).

Известна маслосистема ГТД, содержащая маслобак с центробежным воздухоотделителем, суфлер-сепаратор с магистралью суфлирования и установленный в магистрали подачи масла сифонный затвор с жиклером стравливания в петле затвора (патент RU 2539928, кл. F02C 7/06, опубл. 27.01.2015 г.).

Недостаток известной маслосистемы - несрабатывание сифонного затвора при больших прокачках масла через двигатель, следовательно, и увеличении подвода эмульсии в бак. При этом эффективность центробежного воздухоотделителя, установленного в маслобаке в магистрали подвода к нему эмульсии, снижается, а барботаж масла активизируется, что приводит к увеличению концентрации капель масла в свободном (воздушном) объеме маслобака, которые забивают проходное сечение жиклера стравливания, перекрывая проток воздуха через него из воздушной полости маслобака к петле сифонного затвора. Поэтому при останове двигателя вследствие продолжающегося истечения масла из ниспадающей ветви затвора вниз возникает разрежение в петле сифонного затвора, под действием которого происходит перетекание масла через зазоры в шестернях нагнетающего насоса из маслобака через восходящую ветвь затвора в нисходящую и далее - через форсунки в масляные полости подшипниковых опор ротора двигателя. Уход части масла из маслобака в двигатель при его останове снижает надежность работы маслосистемы из-за перегрева масла в переполненных масляных полостях подшипниковых опор ротора и падения давления масла на входе в двигатель.

Задача изобретения - обеспечение стабильности срабатывания сифонного затвора в магистрали подачи масла при останове двигателя.

Указанная задача решается тем, что в известной маслосистеме газотурбинного двигателя, содержащей маслобак с центробежным воздухоотделителем, суфлер-сепаратор с магистралью суфлирования и установленный в магистрали подачи масла сифонный затвор с жиклером стравливания в петле затвора, согласно изобретению внутри маслобака установлен дополнительный центробежный воздухоотделитель, вход в который сообщен с магистралью суфлирования суфлера-сепаратора, а выход - со свободным объемом маслобака, причем жиклер стравливания в петле сифонного затвора подключен к магистрали суфлирования.

Такое выполнение устройства приводит к повышению надежности срабатывания сифонного затвора после останова двигателя и, следовательно, работы всей маслосистемы.

На чертеже показана принципиальная схема маслосистемы двухроторного ГТД.

Маслосистема включает в себя масляные полости 1, 2 и 3 подшипниковых опор ротора и коробки двигательных агрегатов (КДА). Откачку масла из полостей 1 и 2 обеспечивают два откачивающих насоса 4 и 5, первый из которых расположен снаружи масляной полости 1 и приводится во вращение ротором 6 высокого давления, а второй расположен внутри полости 2 и имеет привод от ротора 7 низкого давления. Откачку масла из масляной полости 3 КДА обеспечивает откачивающий насос 8 с приводом от ротора 6 высокого давления. На КДА также установлены нагнетающий насос 9 и центробежный приводной суфлер-сепаратор 10. Магистрали откачки масла 11, 12 и 13 насосов 4, 5 и 8 объединены через магистраль 14, которая выведена на вход центробежного воздухоотделителя (циклона) 15, установленного внутри маслобака 16. Магистрали суфлирования 17, 18 и 19 из масляных полостей 1, 2 и 3 выведены на вход центробежного суфлера-сепаратора 10, выход из которого подключен через магистраль суфлирования 20 к входу дополнительного центробежного воздухоотделителя 21, также установленного внутри маслобака 16.

Выход воздуха из центробежного воздухоотделителя 21 сообщен со свободным объемом маслобака 16. Всасывающая магистраль 22 нагнетающего насоса 9 подключена к маслобаку 16, а в магистрали подачи масла 23 установлен сифонный затвор 24, в петле которого выполнен жиклер стравливания 25, сообщенный с магистралью суфлирования 20 суфлера-сепаратора 10.

При запуске ГТД первым вступает в работу нагнетающий насос 19, так как он приводится во вращение от ротора 6 высокого давления, раскручиваемого от стартера (на схеме не показан). Масло из маслобака 16 по всасывающей магистрали 22 поступает на вход нагнетающего насоса 9, далее попадает в магистраль подачи масла 23 и через сифонный затвор 24 подводится к масляным форсункам в полостях 1, 2 и 3 подшипниковых опор ротора двигателя и КДА.

Часть масла из магистрали подачи масла 23, минуя двигатель, попадает через жиклер стравливания 25 в магистраль суфлирования 20, образуя постоянную небольшую паразитную циркуляцию смазки от нагнетающего насоса 9 в маслобак 16 через дополнительный центробежный воздухоотделитель 21, в котором она улавливается. Первыми среди откачивающих насосов включаются в работу насосы 4 и 8 с приводом от ротора высокого давления 6, а затем и насос 5 с приводом от ротора низкого давления 7.

Масловоздушная эмульсия из откачивающих насосов 4, 5 и 8 попадает в магистрали откачки 11, 12 и 13, собирается в объединенную магистраль 14 и подводится через нее на вход основного центробежного воздухоотделителя 15, где происходит отделение воздуха из эмульсии и возврат масла в маслобак 16 для повторного использования.

Воздух, попадающий в масляные полости 1, 2 и 3 из проточной части двигателя, через магистрали суфлирования 17, 18 и 19 отводится на вход суфлера-сепаратора 10, который отделяет масло от воздуха и возвращает его в масляную полость 3.

При останове двигателя нагнетающий насос 9 прекращает подвод масла через магистраль 23 в восходящую ветвь сифонного затвора 24, при этом прекращается паразитная циркуляция смазки от нагнетающего насоса в маслобак 16 через жиклер стравливания 25 и магистраль суфлирования 20, которая очищается полностью от включений смазки. Вследствие продолжающегося истечения масла под действием сил тяжести из ниспадающей ветви затвора в двигатель могло бы образоваться разрежение в петле затвора, однако оно устраняется подводом воздуха через жиклер 25 из магистрали суфлирования 20. Надежность срабатывания сифонного затвора после останова двигателя резко возрастет.

Осуществление изобретения повышает надежность работы маслосистемы и двигателя в целом.

Маслосистема газотурбинного двигателя, содержащая маслобак с центробежным воздухоотделителем, суфлер-сепаратор с магистралью суфлирования и установленный в магистрали подачи масла сифонный затвор с жиклером стравливания в петле затвора, отличающаяся тем, что внутри маслобака установлен дополнительный центробежный воздухоотделитель, вход в который сообщен с магистралью суфлирования суфлера-сепаратора, а выход - со свободным объемом маслобака, причем жиклер стравливания в петле сифонного затвора подключен к магистрали суфлирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области техники турбовальных двигателей, более конкретно к опоре (14) для, по меньшей мере, одного подшипника для горячей части турбовального двигателя.

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.

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.

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.

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 системе смазки подшипников опор роторов газотурбинного двигателя и обеспечивает отказоустойчивость насосов с регулируемыми электроприводами системы смазки с числом откачивающих насосов более двух при отказе одного из насосов или их электроприводов как в тракте нагнетания масла, так и в тракте откачки масловоздушной смеси для ГТД. Система снабжена трехпроходными и отсечными клапанами, по меньшей мере, двумя группами насосов откачки масловоздушной смеси из полостей опор с отсечными клапанами на входе в насосы откачки и промежуточным масловоздушным коллектором с дополнительными отсечными клапанами. Трехпроходные и отсечные клапаны выполнены с электрическим управлением и подключены каналами связи к регулятору системы смазки. Система содержит также воздухоотделитель с регулируемым электроприводом. Все электроприводы системы смазки работают на заданных из регулятора режимах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх