CN106460667B - 包括围绕具有用于回收润滑油的盖的设备的壳体的涡轮发动机模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡轮发动机模块，该涡轮发动机模块包括具有盖(5)的旋转设备(1)，所述盖(5)包括径向的口(8)和用于径向向外地引导离开所述口(8)的润滑油的装置(10)，所述口用于使由于离心作用而逸出的润滑油通过，所述模块还包括限定了所述设备(1)的润滑罩壳的至少一部分的壳体(2)，所述壳体(2)包括至少一个沟槽(13)，这至少一个沟槽被布置为回收润滑油，其特征在于，沟槽(13)包括底部环形壁(12)，该底部环形壁具有至少一个排出口，并且壳体(2)包括至少一个位于沟槽(13)的外部的其它的口，所述至少一个其它的口和所述至少一个排出口连接到共用的排出装置。

Description

包括围绕具有用于回收润滑油的盖的设备的壳体的涡轮发动 机模块

技术领域

本发明涉及航空器发动机的润滑领域。本发明更具体地涉及一种用于回收由包括旋转部分的设备使用过的润滑油的设备。

背景技术

例如，具有对转螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机在用于润滑轴承的罩壳中可包含动力齿轮箱。所述罩壳被布置为将离开被容纳在所述罩壳中的设备的润滑油朝向储存装置引导。此外，该罩壳通常与存在于润滑油回路中的空气的润滑油分离器相连通。

动力齿轮箱(Power Gear Box，在这里被称为PGB)需要极大量的润滑油，具体地，超过了流动到润滑罩壳中的全部润滑油的一半。

此外，PGB包括旋转齿轮系统。根据现有技术，环形的盖围绕PGB延伸，并且该盖被连接到PGB的旋转部分以共同旋转，以这样的方式，盖自身以高速进行旋转。润滑了PGB的润滑油在边缘处穿过PGB的外盖上的口从该动力齿轮箱离开。润滑油由于离心作用穿过所述口并且形成流，该流由于旋转而广泛地散布，并且该流将大量地飞溅在PGB周围的回收罩壳的所有的壁上。

由于润滑油的量较大以及飞溅造成的散布，离开PGB的润滑油可能对该润滑油朝向用于从罩壳排出润滑油的装置的回收造成问题。因此，有不充分排出润滑油的风险，有着润滑油再充满罩壳并通过密封件逸出并且因此润滑油被输送到起火区域中或淹没PGB的危险。

本发明的目标在于，提出一种简单的解决方案，该解决方案用于有效地回收离开设备，尤其是离开在润滑罩壳中旋转的设备的润滑油的流。

发明内容

相应地，本发明涉及一种涡轮发动机模块，该涡轮发动机模块包括以如下方式布置的设备：润滑油由于围绕旋转轴线的离心作用而从所述设备逸出，所述设备包括至少一个旋转部分和刚性地连接到所述旋转部分的盖，所述盖包括的径向的贯通的口和用于径向向外地引导离开所述口的润滑油的装置，所述口用于使由于离心作用而逸出的润滑油通过，所述模块还包括限定了所述设备的润滑罩壳的至少一部分的壳体，所述壳体包括至少一个沟槽，这至少一个沟槽被布置为回收穿过所述径向的口的润滑油并且具有以旋转轴线为中心的大体为环形的形状，其特征在于，沟槽包括环形的底壁，该底壁具有至少一个排出口，并且壳体包括至少一个位于沟槽外部的其它的口，所述至少一个其它的口和所述至少一个排出口连接到共用的排出装置。

因此，离开口的润滑油被有效地朝向回收沟槽引导，这使得能够更好地对润滑油进行回收以及防止润滑了设备的润滑油对存在于设备周围的任何其它的元件的喷溅。特别地，当设备被封闭在罩壳中时，这防止了润滑油喷溅在罩壳的内壁的广泛区域上，之后防止了润滑油飞溅或流过其它元件，例如轴承、密封件或润滑油分离器的管。

最后，下述事实使得能够共用地使用用于驱动在罩壳中回收的润滑油的泵：壳体包括至少一个位于沟槽外部的其它的口，所述至少一个其它的口和所述至少一个排出口被连接到共用的排出装置，此外这至少一个其它的口和至少一个排出口直接在壳体的区域内，该润滑油来自于旋转设备和被容纳在罩壳中的其它设备。

有利地，所述至少一个排出口大体位于沟槽的最低点处。因此，排出口在沟槽中的位置可被构造成破坏润滑油环并且使得流体能够被更容易地回收。

通过限定，沟槽包括包围圆筒形的表面的侧壁，该圆筒形的表面构成了底壁。所述底壁以与离开盖的口的润滑油流相对的方式布置，以拦截所述流。侧壁使得能够回收由于润滑油流撞击底壁造成的飞溅，以将所述润滑油限制在沟槽中。

有利地，壳体包括径向内部面，该径向内部面限定了润滑罩壳的壁并且构成了沟槽的底壁。这通过避免要将沟槽安装在凸缘上(例如，以使所述沟槽更靠近盖)的需求而简化了模块的生产。

有利地，沟槽包括两个环形的侧壁，这两个环形的侧壁径向向外地相互远离。

因此，沟槽在用于从盖的口喷出的润滑油的入口处的横截面小于拦截润滑油流的底壁的表面区域。这限制了润滑油溅回到沟槽外的可能性，因此使得能够更好地对在沟槽中旋转的润滑油环进行引导，以使得所述润滑油之后能够被排出。

盖的每个径向的口可包括管，该管用于形成用于引导润滑油的装置。

管延伸到盖的外部使得当润滑油流出管时能够增大所述润滑油的卷吸系数(entrainment coefficient)，该卷吸系数被增大，直到大于盖半径的半径。这样则使得能够增大润滑油的周向速度，并且还使得能够减小朝向罩壳的壁喷溅的流的扩散。此外，因为这使得流的出口能够更靠近润滑油回收罩壳的壁，所以减小了必须对所述润滑油进行回收的区域的尺寸。

优选地，管从盖径向地向外延伸，并且，在同一横向的平面中并围绕旋转轴线沿同一方向倾斜。

优选地，在这种情况下，盖被构造为使得管所沿的方向被定向为对应于运行中的设备上的盖的旋转方向。因此，对管进行的定向增大了喷溅到润滑油回收壁上的润滑油的切向分量。因此，该润滑油可以形成旋转的润滑油环，该润滑油环将被更容易地朝向排出口引导。

优选地，管在其中延伸的横向平面对应于环形的壳体的最大半径。

本发明还涉及一种包括这种模块、设备或盖的涡轮发动机。

附图说明

通过阅读以下作为非限制性示例的说明并且参照附图，本发明将被更好地理解，并且本发明的其它细节、特征和优点将变得更为清楚，在附图中：

图1为根据本发明的涡轮发动机模块的示意性视图，所述模块包括旋转设备、环形盖和环形壳体，在这里以沿着通过设备的旋转轴线的半平面的横截面的形式示出该模块；

图2为图1的盖和环形壳体的示意性主视图；

图3a、图3b和图3c为根据本发明的环形壳体的第一变型的示意性视图，该视图为从前方观察的视图、轴向的截面形式的视图，以及从上方观察壳体的底部部分的视图；

图4a、图4b和图4c为根据本发明的环形的壳体的第二变型的示意性视图，该视图为从前方观察的视图、轴向的截面形式的视图，以及从上方观察壳体的底部部分的视图。

具体实施方式

图1示出了涡轮发动机设备1，该设备被安装在罩壳中并且能够围绕轴线A旋转地运动。如在附图中可见的，设备1的径向空间需求通常显著地小于由罩壳的内壁限定的空间，所述壁由至少一个围绕设备1延伸的环形壳体2形成。

在示出的示例中，所述设备1为PGB。润滑油入口(在附图中未示出)将润滑油引入到PGB的中心区域中，以润滑所述PGB。所述润滑油凭借离心力穿过包括齿轮在内的PGB各个工作部分。所述部分在附图中由内工作部分3a和3b示意性地示出，该内工作部分沿一个方向进行旋转并且被外工作部分4包围，该外工作部分是对转的。

在该示例中，在PGB具有周转齿轮系的情况下，最内部的部分3b示出了齿轮的形式的行星输入轴，该行星输入轴通过花键连接装配在涡轮轴上，该涡轮轴沿一个旋转方向旋转并同时驱动PGB。部分3a示出了支撑行星齿轮的行星架，例如具有至少三个围绕输入轴3b接合的行星齿轮。外部部分4示出了接合在行星齿轮中的外冠部。在这种情况下，各个元件之间的尺寸比被布置成使外冠部4沿与输入轴3b相反的方向旋转，行星齿轮相对于行星齿轮架3a旋转，并且在这种情况下使所述行星齿轮架沿与输入轴3b相同的方向但以不同的速度进行旋转。以上简明的说明阐述了下述事实：在这种设备中，多个部件以具有相对运动和显著的力的方式接触，并且这意味着需要大量的润滑油用于润滑。

PGB组件被封闭在旋转的外环形盖5中。所述盖5刚性地连接到内工作部分3a，并且因此沿与PGB的外工作部分4相反的方向旋转。盖5以围绕工作部分4并且距该工作部分一定距离的方式延伸，以形成内腔6，该内腔的作用是接纳离开PGB的润滑油，

在对PGB 1的工作部分3a、3b和4进行润滑之后，润滑油可由不同的路径7a、7b、7c从工作部分离开。外盖5的形状被设置为将来自所述不同的路径的润滑油朝向出口8引导。

有利地，所述口8位于具有盖5的最大半径的区域内，以通过离心作用促进润滑油的排出。进一步地，通常有多个所述口，该口的数量例如可从八到七十五之间变化。优选地，所述口均匀地分布在平面P中的圆周上，该平面垂直于旋转轴线A。

如图1所示，离开PGB 1的润滑油以基本为径向的方式通过口8喷射。然而，多种现象导致了输出流的散布。首先，润滑油在腔6中的不同的路径7a、7b、7c未以同一入射角到达口8处。此外，润滑油流与口8的边缘相互作用的影响可能会使输出流偏转。

根据本发明，管10被安装在PGB 1的盖5的外部面上的每个口8的出口处。在这种情况下，所述管10的横截面对应于口8的横截面，并且使用盖5与罩壳的壳体2之间的空间来赋予管10径向延伸范围，使得该管的出口更靠近壳体2的内部面而不接触所述壳体。最后，如图1中的轴向截面所示，所述管10被定向为大体上处于平面P中，该平面横向于旋转轴线A。该管的横截面沿着该管的径向延伸范围基本是不变的。

管10可附接到盖5的外壁，管通过焊接或钎焊连接到该外壁。所述管还可与盖5成一体，与其形成整体单元。

此外，使用保留在壳体2的内部面与管10的出口之间的空间来在壳体2的所述内部面上提供位于同一平面P中的环形的沟槽13。环形的沟槽13围绕旋转轴线A延伸。环形的沟槽13包括：关于平面P对称的两个环形的侧壁11；以及环形的底壁12。

有利地，壳体2在平面P附近的形状和底壁12的形状具有大体为圆形的横截面。这确保了：在盖5的管10的端部的旋转期间，所述端部与沟槽13的距离不变。

有利地，平面P位于最大半径位置处，使得润滑油能够被更容易地回收。

在图1中，在轴向截面中，环形的侧壁11的内周边缘在其之间限定了沟槽13的环形的开口，该开口与管10的出口(径向外端部)径向地对齐。开口具有大体等于或稍大于管10的直径的宽度或轴向的尺寸，开口的宽度或尺寸优选地大体等于管的直径。

如在示例中示出的，侧壁11彼此径向向外地远离或张开(diverge)。所述壁在其之间限定了底壁12，所述壁的内部面被定向为朝向所述底壁12。

在示例中，所述底壁12由壳体5的内壁的连接到环形的侧壁11的部分制成。在这种情况下，环形的侧壁11可附接到壳体2的内壁，环形的侧壁通过焊接或钎焊连接到该内壁。所述壁还可与壳体2成一体，与其形成了整体单元。

如图1所示，口8的出口处的围绕横向的平面P沿不同的方向离开的润滑油首先遇到管10的内壁。取决于所采用的路径，偏转可能将润滑油直接朝向沟槽13的底壁12输送。在偏转之后，润滑油流的方向可能更加平行于平面P，这是因为管10的边缘赋予了由外部的盖5的旋转所驱动的强烈的径向推动。

如可见的，对某些路径7a、7b而言，将润滑油偏转到管10的壁上可能不足以将所述润滑油朝向沟槽13的底壁12引导。在这种情况下，侧壁11拦截了润滑油并且将其朝向底壁12输送回去。壁11的斜面的形状还可具有额外的功能(在附图中未示出)：从直接撞击沟槽13的底壁12的润滑油流捕集溅起的润滑油。

因此，由于盖5的旋转引起的切向推动作用，润滑油的旋转环可被形成为抵靠沟槽13的底壁12。因此，润滑油由于离心力而被抵靠着沟槽13的底壁12引导并稳固地压靠沟槽的底壁。参照图3a和图4a，这使得能够通过将排出口14置于底壁12的最低点处来回收润滑油。

参照图2，当PGB相对于横向平面P中的半径运转时，可通过沿盖5的旋转方向ω倾斜管10来增进润滑油环的所述旋转作用。

参照图3a和图4a，口14被置于沟槽的底壁12中并且与回收通道15连通，该回收通道自身与泵连通(未示出)，以驱动被回收的润滑油。所述通道15与泵共同形成了将被回收的润滑油排出到沟槽13中的装置。

采用对转涡轮螺旋桨发动机中的PGB 1的示例，PGB 1的对应于涡轮螺旋桨发动机的轴线的旋转轴线A通常大体上为水平的。因此，回收口14位于沟槽13的底部部分中，使得：尤其当涡轮螺旋桨发动机停机时，润滑油能够凭借重力流动到该回收口。使用钟面或表盘来类比，口14可被称为位于围绕轴线A的6点钟(6h)位置。排出口14的位置使得所述口能够具有下述整体形状：该形状迫使润滑油被排出并且因此防止了润滑油蓄积并形成环。

此外，参照图3b和图4b，罩壳通常包括其它的设备(未示出)，例如用于引导轴的轴承。因为沟槽13的低点通常也是罩壳的低点，口16被制成在壳体2的壁中，以将来自于所述设备并且流过罩壳的内壁的润滑油排出。有利地，排出孔16和14被置于环形的壳体2的最大半径处，以使得润滑油由于重力被输送到该排出孔。

在图3a至图3c示出的第一变型中，在拦阻来自于其它设备的润滑油的沟槽13的环形侧壁11的外部，口16被制成在壳体2的壁中。所述口16对应于通至润滑罩壳中的通道17。所述通道17构成了用于将润滑油从除了PGB之外的设备排出的装置，有利地，所述通道具有所连接到该通道的专用的泵(未示出)。

在所述第一变型中，沟槽的口14不与壳体2的在沟槽13的外部的口16连通。因此，分别连接到所述口14、16的通道15、17有利地对应于独立或单独的排出装置。这将能够在连接回收泵之前将通道15和17聚合(group)在一起。

在图4a至图4c示出的第二变型中，壳体2的在沟槽外部的口16被布置成与通道15连通，来自于沟槽13的润滑油在该通道中流动。这可以通过小的收集腔18来实现，该收集腔在壳体2的低点处敞开，该收集腔的轴向延伸范围大于沟槽的底壁12的宽度。在沟槽13的外部位于沟槽的底壁12中和壳体2中的口14、16由所述收集腔18在壳体2中的开口形成并且被沟槽13的侧壁11分隔开。通道15通至所述收集腔18的底部中。

对排出孔16而言，其还可能位于与排出孔14所在的壳体不同的壳体上。因此，离开PGB的润滑油将通过排出孔14被排出，该润滑油将掉落到另一个壳体中的区域18中。在所述区域18中，来自PGB和其它元件的润滑油将被混合并且通过通道15排出。

这种布置使得驱动被回收的润滑油的泵能够被共用(common)。

已在安装在涡轮螺旋桨发动机中的PGB的情况下给出了本发明的实施方式的细节，但清楚的是，可实施本发明以回收在罩壳内部的任何旋转设备中的润滑油。

Claims (7)

1.涡轮发动机模块，所述涡轮发动机模块包括以如下方式布置的设备(1)：润滑油由于围绕旋转轴线(A)的离心作用而从所述设备逸出，所述设备(1)包括至少一个旋转部分(3a)和刚性地连接到所述旋转部分(3a)的盖(5)，所述盖(5)包括径向的贯通的口(8)和用于径向向外地引导离开所述口(8)的润滑油的装置，所述口用于使由于离心作用而逸出的润滑油通过，所述涡轮发动机模块还包括壳体(2)，所述壳体限定了所述设备(1)的润滑罩壳的至少一部分，所述壳体(2)包括至少一个沟槽(13)，所述沟槽被布置为回收穿过所述口(8)的润滑油并且具有以所述旋转轴线(A)为中心的大体为环形的形状，所述沟槽(13)包括环形的底壁(12)，所述底壁具有至少一个第一排出口(14)，其特征在于，所述壳体(2)包括位于所述沟槽(13)的外部的至少一个第二排出口(16)，并且所述设备(1)包括排出装置(15)，所述至少一个第二排出口(16)和所述至少一个第一排出口(14)连接到所述排出装置(15)，所述排出装置是共用的。

2.根据权利要求1所述的涡轮发动机模块，其中，所述至少一个第一排出口(14)大体位于所述沟槽(13)的最低点处。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮发动机模块，其中，所述壳体(2)包括径向内部面，所述径向内部面限定了所述润滑罩壳的壁并且形成了所述沟槽(13)的底壁(12)。

4.根据权利要求1或2所述的涡轮发动机模块，其中，所述沟槽(13)包括两个环形的侧壁(11)，所述两个环形的侧壁径向向外地彼此远离。

5.根据权利要求1或2所述的涡轮发动机模块，其中，所述盖(5)的每个口(8)包括管(10)，所述管用于形成用于引导润滑油的装置。

6.根据权利要求5所述的涡轮发动机模块，其中，所述管(10)从所述盖(5)径向向外地延伸，并且，在同一横向的平面(P)中并围绕所述旋转轴线

(A)沿同一方向倾斜。

7.涡轮发动机，所述涡轮发动机包括根据权利要求1至6中任一项所述的涡轮发动机模块。