BR112012000529B1

BR112012000529B1 - disposição de separador de óleo de turbina compreendendo eixo de turbina

Info

Publication number: BR112012000529B1
Application number: BR112012000529-4A
Authority: BR
Inventors: Olivier BELMONTE; Muriel Jane Sylvie Borzakian; Lionel René Henri Weller
Original assignee: Snecma
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2021-01-12
Also published as: US20120102900A1; CA2767265C; CN102472113B; FR2947857B1; WO2011004023A1; EP2452050B1; RU2531485C2; BR112012000529A2; CA2767265A1; CN102472113A; FR2947857A1; JP2012533013A; US8696779B2; EP2452050A1; JP5580413B2; RU2012104645A

Abstract

DISPOSIÇÃO DE SEPARADOR DE ÓLEO,E,SEPARADOR DE ÓLEO. O separador de óleo (4') compreende um cubo (5) montado sobre o eixo de saída ao ar livre (1) e uma tampa (8') montada sobre o cubo(5) entre duas faces de batente (3, 14) que permitem não fixar o mesmo por uma solda ou uma fixação por cavilhas. I

Description

DISPOSIÇÃO DE SEPARADOR DE ÓLEO DE TURBINA COMPREENDENDO EIXO DE TURBINA

[0001] O assunto da invenção é uma disposição de separador de óleo, situado na extremidade do eixo de turbina de uma turbomáquina.

[0002] Tal separador de óleo (do qual se pode encontrar uma descrição de um modelo no documento EP 0 780 546 A1) é colocado na saída de um escoamento de ar mantido na máquina para transportar o óleo que lubrifica os mancais ou outras peças, a fim de separar o ar do óleo que está disperso no mesmo em névoa antes de rejeitar o ar para o exterior, e enviar de volta o óleo para a entrada do dispositivo de lubrificação. A recuperação do óleo evita as poluições para o exterior, a drenagem do circuito de lubrificação ou mesmo os incêndios por depósito sobre peças externas muito quentes. O modelo considerado aqui de separador de óleo compreende três partes principais: um cubo servindo à montagem e à colocação em posição de separador de óleo sobre um eixo de saída ao ar livre, concêntrico ao eixo de turbina e excedendo a parte traseira da máquina, e estendendo-se na frente da extremidade do eixo de turbina; uma tampa delimitando um alojamento com o cubo; e um filtro, podendo ser uma rede de tipo colmeia, contida no alojamento, retida pela tampa e responsável pela separação do ar e do óleo, que se depositam sobre as paredes da colmeia quando o eixo de saída ao ar livre faz girar o separador de óleo.

[0003] No documento EP 0 780 546 A, a tampa é fixada por cavilhas ao cubo para retê-lo em posição, mas a utilização de cavilhas sobrecarrega o conjunto e complica a montagem. Outra solução é soldar a tampa ao cubo. Esta solução oferece o inconveniente que a referida tampa não fica mais desmontável.

[0004] No documento FR 2 696 655 A, a tampa e um flange de fechamento do alojamento são munidos com cubos circulares permitindo enfiar os mesmos sucessivamente sobre o eixo de saída ao ar livre. A tampa é retida axialmente ao mesmo tempo pelos pinos atravessando o seu cubo e o eixo de saída ao ar livre, e pelas faces de batente pertencendo ao eixo de turbina e ao flange de fechamento. O flange de fechamento parece retido axialmente por uma porca aparafusada sobre o eixo de saída ao ar livre. A disposição é complicada.

[0005] E no documento FR 2 299 898 A, o cubo e a tampa são retidos axialmente sobre o eixo de saída ao ar livre entre faces de batente pertencendo a um rolamento e a uma porca. Além disso, a tampa encosta contra um ressalto cônico do eixo. Aqui ainda a disposição é complicada, o eixo de saída ao ar livre devendo assegurar a colocação em batente separada dos dois elementos do separador de óleo e ser conformada consequentemente.

[0006] O assunto da invenção é uma disposição de separador de óleo melhorada, ele também sendo tornado mais leve em relação ao separador de óleo fixado por cavilhas, mais facilmente desmontável que o separador de óleo soldado, e também que oferece uma coesão muito boa entre o cubo e a tampa, permitindo ao mesmo tempo uma montagem simples sobre o eixo de saída ao ar livre.

[0007] Sob uma forma geral, a invenção refere-se a uma disposição de separador de óleo compreendendo um eixo de turbina, um eixo de saída ao ar livre cercada pelo eixo de turbina, o separador de óleo compreendendo um cubo com luva montada sobre o eixo de saída ao ar livre e ao flange de cubo se estendendo no exterior da luva, e uma tampa com flange de tampa e um espaçador de forma cilíndrica cercando a luva, o flange de cubo compreendendo uma borda na qual espaçador está encaixado por uma extremidade, caracterizada pelo fato de que o flange de tampa é encaixado sobre a luva, a luva é retida em uma direção de alongamento dos eixos por um elemento do eixo de saída ao ar livre e um elemento do eixo de turbina, e o flange de tampa é retido na direção de alongamento dos eixos entre uma primeira face de batente pertencendo à luva e uma segunda face de batente pertencendo quer à luva, quer ao eixo de turbina.

[0008] A tampa é retida pelas faces de batente, excluindo qualquer meio de fixação. Uma grande redução do peso é assim obtida.

[0009] Outra originalidade importante da invenção é que a tampa não é mais montada sobre o eixo de saída ao ar livre na sequência do cubo, mas sobre o cubo: o eixo de saída ao ar livre sustenta os meios de colocação em batente de um único dos dois elementos do separador de óleo e, portanto, é simplificada; ao ser retida sobre o cubo pelas suas duas extremidades opostas, a tampa é montada com uma coesão bem melhor ao cubo; por último, é fácil dispor a luva do cubo para fazer a mesma sustentar uma das faces de batente do flange da tampa, ou as duas.

[00010] A primeira face de batente pode ser constituída por uma cunha da luva; a segunda face de batente por uma extremidade do eixo de turbina, ou, talvez melhor, por um anel encaixado sobre a luva.

[00011] Outro aspecto da invenção é o próprio separador de óleo possuindo as características acima citadas, independentemente de sua posição de montagem.

[00012] A invenção será agora descrita através das figuras seguintes:

- as figuras 1 e 2 representam uma primeira realização da invenção, em perspectiva e em corte longitudinal respectivamente;
- e as figuras 3 e 4 são análogas às figuras 1 e 2, para uma segunda realização da invenção.

[00013] Faz-se referência primeiro às figuras 1 e 2. A disposição compreende um separador de óleo 4, um eixo 1 de saída ao ar livre, um eixo de turbina 2 concêntrica à precedente e cercando a mesma; os eixos 1 e 2 estendem-se em uma direção longitudinal da máquina à qual elas pertencem, o eixo de saída ao ar livre 1 ultrapassando além de uma extremidade 3 do eixo de turbina 2 em direção à traseira da máquina. O separador de óleo 4 compreende um cubo 5 composto essencialmente de uma luva 16 cilíndrica, montada sobre o eixo de saída ao ar livre 1 e em batente sobre um ressalto 15 do eixo de turbina 2, e um flange de cubo 6, plano, perpendicular aos eixos 1 e 2 e que se estende no exterior da luva 16 estando em monobloco com ele. Uma porca de aperto 7 aparafusada sobre o eixo de saída ao ar livre 1 mantém o cubo 5 em batente contra o ressalto 15. O separador de óleo 4 compreende ainda uma tampa 8, delimitando com o cubo 5 um alojamento 9 no qual um filtro 10 está contido. O alojamento 9 é delimitado pela luva 16, o flange de cubo 6, um flange de tampa 11 paralelo ao precedente, e um espaçador 12 pertencendo à tampa 8 cilíndrica e cercando a luva 16 em estado concêntrico à mesma e o eixo de saída ao ar livre 1. O espaçador 12 é monobloco com o flange de tampa 11. Uma extremidade do espaçador 12 oposta ao flange de tampa 11 estende-se sob um rebordo 13 do flange de cubo 6.

[00014] A tampa 8 é retida axialmente por um duplo batente do flange de tampa 11: contra uma cunha 14 se dirigindo sobre o cubo 5 pela sua face interna ao alojamento 9 e em direção à traseira da máquina, e contra a extremidade 3 do eixo de turbina 2 pela sua face externa e para a dianteira. Um jogo longitudinal, contudo, está previsto, sobretudo para não comprimir o espaçador 12 fina, perfurada e submetida a forças centrífugas elevadas em serviço. Esta disposição com duplo batente permite reter a tampa 8 sem nenhum meio de fixação diferente que a imbricação de peças. Ela é obtida colocando o flange de cubo 6 na traseira do cubo 16, contrariamente aos projetos comuns como os da patente anterior, onde este flange é adjacente à extremidade 3. A coesão da montagem é melhorada pela imbricação radial da tampa 8 no cubo 5, o flange de tampa 11 sendo encaixado em torno da luva 16 e o rebordo 13 cercando o espaçador 12 na outra extremidade oposta da tampa 8. A tampa 8 é separada completamente do eixo de saída ao ar livre 1.

[00015] O eixo de saída ao ar livre 1, o cubo 5 e o espaçador 12 são perfurados para permitir um escoamento centrípeto de ar através de separador de óleo 4. O filtro 10 é uma rede de colmeia cujos canais são orientados radialmente; ele tem por função recolher o óleo em suspensão no escoamento por depósito sobre as paredes da colmeia e de repelir o mesmo para o exterior graças às forças centrífugas acima citadas pela rotação de separador de óleo 4, e de deixar, portanto, passar apenas um ar perfeitamente seco, tendo terminado o seu movimento centrípeto, no eixo de saída ao ar livre 1. Outros detalhes do ambiente do separador de óleo, que não fazem, contudo, parte da invenção, poderão ser encontrados no documento EP 0 780 546 A. Outras guarnições, como esferas, foram empregadas e podem ser ainda convenientes.

[00016] Descrevem-se agora os comentários das figuras 3 e 4.

[00017] Diversos elementos são semelhantes aos da realização precedente e tem os mesmos números; o flange de cubo, agora de referência 6', e a tampa, agora de referência 8', são, no entanto, invertidos ao longo do separador de óleo 4 conservando ao mesmo tempo o mesmo formato: o flange de cubo 6 ' está agora adjacente à extremidade 3, e o flange de tampa, agora 11', está na frente do separador de óleo.

[00018] A cunha, agora 14', subsiste permanecendo ao mesmo tempo na dianteira do cubo 5, e ela encosta ainda contra a face interna do flange de tampa 11'. Um anel elástico 17 é acrescentado em uma ranhura 18 diante da face externa do flange de tampa 1', e encosta contra esta face externa, de modo que a tampa 11' seja retida ainda sem fixação rígida ao cubo 5. As vantagens de leveza e de facilidade de montagem do separador de óleo são ainda obtidas neste modo de realização que retoma as características essenciais do precedente: uma montagem da tampa sobre o cubo, e por um duplo batente e uma imbricação de peças, sem fixação rígida ao cubo por um elemento de ligação.

[00019] Os mesmos comentários são aplicáveis. Este modo de realização, onde a tampa 11' é montada exclusivamente ao cubo 5, é de projeto ainda mais simples que o precedente.

[00020] Um aperfeiçoamento, comum aos dois modos de realização descritos aqui, deve ainda ser mencionado. O espaçador 12 é não somente fino, mas perfurada para permitir o escoamento do óleo por centrifugação e compõe-se, portanto, de um grupo de correias 19 ao longo da sua circunferência entre o flange do cubo 6 ou 6’ e o flange de tampa 11 ou 11’. Estas correias 19 são submetidas a uma flexão grande devido às forças centrífugas, que é susceptível de criar concentrações de tensão em um local onde elas se conectam ao flange de tampa 11 ou 11'. Para prevenir este inconveniente, é vantajoso prover o flange de tampa 11 ou 11' com uma beirada 20 na sua circunferência externa, onde o flange de tampa 11 ou 11' conecta-se ao espaçador 12, que faz projeção do lado oposto ao espaçador 12, ou seja, em direção à direita da máquina na realização das figuras 1 e 2 e em direção à traseira na realização das figuras 3 e 4, prolongando junto ao espaçador 12. O suporte em falso da beirada 20 combinado com as forças centrífugas que ele sofre produz uma flexão da extremidade do flange de tampa 11 ou 11' que contribui para equilibrar a que ele sofre do espaçador 12 e reduz, portanto, as concentrações de tensão em sua borda externa.

Claims

Disposição de separador de óleo (4, 4’) de turbina compreendendo um eixo de turbina (2), um eixo de saída ao ar livre (1) circundado pelo eixo de turbina, o separador de óleo compreendendo um cubo (5) com luva (16) montado sobre o eixo de saída ao ar livre e ao flange de cubo (6) se estendendo no exterior da luva (16), e uma tampa (8, 8’) com flange de tampa (11, 11’) e com espaçador (12) de forma cilíndrica circundando a luva (16), o flange de cubo compreendendo um rebordo (13) no qual o espaçador está encaixado por uma extremidade, caracterizada pelo fato de que o flange de tampa (11, 11”) é montado em torno da luva, e o flange de tampa (11, 11’) é retido na direção de alongamento dos eixos entre uma primeira face de batente pertencendo à luva e uma segunda face de batente sustentada pela luva, pertencendo ao eixo de turbina, sem nenhum elemento de fixação rígida ao cubo.
Disposição de separador de óleo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira face de batente é formada por uma cunha (14, 14’) da luva (16).
Disposição de separador de óleo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a segunda face de batente pertence a um anel (17) encaixado sobre a luva (16).
Disposição de separador de óleo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a segunda face de batente é uma extremidade (3) do eixo de turbina (2).
Disposição de separador de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o flange de tampa (11, 11’) comporta uma beirada saliente (20), oposta ao espaçador (12) e prolongando a mesma.