CN202402099U

CN202402099U - 一种油气分离器

Info

Publication number: CN202402099U
Application number: CN2011205687534U
Authority: CN
Inventors: 李炎军; 景国庆; 宋飞; 李贵林
Original assignee: China Gas Turbine Research Institute
Current assignee: China Gas Turbine Research Institute
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2021-12-31

Abstract

本实用新型涉及一种油气分离装置，尤其是关于一种燃气涡轮发动机内用于滑油回油系统油气分离的油气分离器。本实用新型包括油气进口引导管、顶部通气盖板、分离筒体和底部出油盖板，还包括一个二级分离盖板；所述二级分离盖板为一由上段粗筒、下段细筒和平面连接部位组成的通道，其纵刨面空腔形状为T字型；所述分离筒体由上方的圆柱形筒体和下方的倒锥形筒体组成；所述圆柱形筒体内壁分布排列若干凸起；所述倒锥形筒体中部往下沿流体的螺旋流线开有数排小孔。本实用新型油气分离器加工方便，通过二级分离盖板、圆柱筒体内壁凸起以及倒锥形筒体的开孔结构，不仅利于提高油气分离效率，而且更有利于大量的滑油能够迅速回流。

Description

一种油气分离器

技术领域

本实用新型涉及一种油气分离装置，尤其是关于一种燃气涡轮发动机内用于滑油回油系统油气分离的油气分离器。

背景技术

油气分离器是保证航空发动机滑油系统能够正常工作的重要部件，油气分离效率的高低直接影响到回流到滑油箱中滑油中空气的含量。特别对于循环式滑油系统，如果分离效率不够高，滑油中夹杂的气泡过多，当含有气泡的滑油被直接供往供油路时，会造成换热能力下降等问题，直接影响到发动机的正常工作。

目前，国内外航空发动机润滑系统油气分离装置一般分为三种类型：平板式油气分离器、离心式油气分离器和动压式油气分离器。其中动压式油气分离器是通过油气在压力作用下切向进入油气分离器，在内壁上旋转产生离心力来实现油气分离。国内公开了一种发动机的旋风式油气分离器的实用新型专利(申请号：200910191233.3)，就是一种动压式油气分离器。该结构是一种锥状的结构，具有圆锥体，在圆锥体上部侧壁上设有混合油气入口，顶部有排气口，底部有回油口。在所述圆锥腔体壁面上由上至下设有螺旋型迷宫分离道。该结构存在油气流量较大时分离效率较低，且迷宫分离道加工困难等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种分离效率高、加工方便的油气分离装置。

本实用新型的技术方案是：一种油气分离器，包括油气进口引导管、顶部通气盖板、分离筒体和底部出油盖板，所述油气分离器还包括一个二级分离盖板；所述二级分离盖板为一由上段粗筒、下段细筒和平面连接部位组成的通道，其纵刨面空腔形状为T字型；所述二级盖板的平面连接部位盖于分离筒体的上部，下段细筒伸入分离筒体；所述二级分离盖板上段粗筒在靠近平面连接部位的下端沿周向开有若干通孔；油气进口引导管、顶部通气盖板、分离筒体、底部出油盖板和二级分离盖板通过焊接成一整体。

上述油气分离器，所述分离筒体由上方的圆柱形筒体和下方的倒锥形筒体组成；圆柱形筒体和倒锥形筒体通过焊接成一整体；所述圆柱形筒体内壁分布排列若干凸起；所述倒锥形筒体中部往下沿流体的螺旋流线开有数排小孔。

本实用新型的有益效果：本实用新型油气分离器加工方便，通过二级分离盖板、圆柱筒体内壁凸起以及倒锥形筒体的开孔结构，不仅利于提高油气分离效率，而且更有利于大量的滑油能够迅速回流。

附图说明

图1是本实用新型油气分离器第一实施方式的结构示意图；

图2是图1中沿油气进口引导管方向的俯视图；

图3是本实用新型油气分离器第二实施方式的结构示意图；

其中，1-顶部通气盖板、2-上段粗筒、3-圆柱形筒体、4-油气进口引导管、5-倒锥形筒体、6-底部出油盖板、7-小孔、8-凸起、9-下段细筒、10-通孔、11-出气孔、12-螺旋导向凸起、13-平面连接部位。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

请参阅图1，其是本实用新型油气分离装置一较佳实施方式的结构示意图。油气分离器由顶部通气盖板1、二级分离盖板、圆柱形筒体3、油气进口引导管4、倒锥形筒体5及底部出油盖板6组成。油气进口引导管4的作用是引导油气混合物以一定速度切向进入圆柱形筒体3中。圆柱形筒体3主要作用是使油气混合物以一定初始速度切向进入筒体内部后沿其内壁做周向运动，在离心力作用下，密度较大的油滴被甩在靠近壁面的一侧，并由于重力作用沿壁面向下滑动；而密度较小的空气则处于筒体的中心部位，由于其密度较小，在筒体内部向上运动。圆柱形筒体3内部沿壁面分布排列不同尺寸的凸起8，从上往下凸起8高度越来越低，表面积越来越大，凸起8之间的间隔也越来越大。该凸起8的主要功能一方面可以降低靠近壁面的滑油沿壁面下滑的速度，增加了油气混合物在分离筒体内部的滞留的时间，从而利于油气分离；另一方面，由于凸起的存在，可以加速含有空气的油滴的破碎，从而利于油气分离。二级分离盖板为一由上段粗筒2、下段细筒9和平面连接部位13组成的通道，其纵刨面空腔形状为T字型；二级盖板的平面连接部位13盖于分离筒体的上部，下段细筒9伸入分离筒体；二级分离盖板上段粗筒2在靠近平面连接部位13的下端沿周向开有若干通孔10。由于二级分离盖板的存在使得密度较小的油气混合物必须通过二级分离盖板的下段细筒9才能向上排出，并使得靠近圆柱形筒体3内壁面密度较大的混合物在气体带动下持续向上运动过程中，需要经过多次变向才能通过二级分离盖板的下段细筒9并进一步向上排出，从而使气体中夹杂的油滴能够尽可能的被挡在分离筒体内部，进行进一步分离。顶部通气盖板1是一个网状结构，其主要作用是在通气的同时，能够继续过滤空气中残存的油滴。被顶部通气盖板1过滤出来的油滴可以通过二级分离盖板底面周向方向的通孔10排出油气分离器外部返回到油箱中。倒锥形筒体5是一个两底面相通的锥状结构，其中部往下表面沿一定方向开通数排小孔7。倒锥形筒体5作用是加速密度较大的油气混合物的分离，其中部往下表面沿流体的螺旋流线方向开通的小孔7可以使分离到底部的滑油滴能够最快速度快速的排到油气分离器外面，实现油气分离。底部出油盖板6是一个中间开孔的圆板结构，其主要功能一方面是可以通过底部的局部的阻档碰撞作用，使油滴中的残留的气体能够被分离出来，另一方面为滑油流出油气分离器提供了通道。图2是图1中沿油气进口引导管方向的俯视图。通过以上各部件的综合作用，从而实现油气的多级、多次、高效分离。

请参阅图3，油气分离器由顶部通气盖板1、二级分离盖板、圆柱形筒体3、油气进口引导管4、倒锥形筒体5及底部出油盖板6以及变螺距螺旋导向凸起12组成。油气进口引导管4的作用是引导油气混合物以一定速度切向进入圆柱形筒体3中。圆柱形筒体3主要作用是使油气混合物以一定初始速度切向进入后在其内部做周向运动，在离心力作用下对油气进行分离。圆柱形筒体3内部靠近壁面从上到下加装一个变螺距螺旋导向凸起12，降低靠近壁面的滑油沿壁面下滑的速度，增加了油气混合物在分离筒体内部旋转分离和滞留的时间，加速含有空气的油滴的破碎，从而利于油气分离。二级分离盖板通过使油气的多次转向，实现油气进行进一步分离。顶部通气盖板1为开有若干出气孔11的平板。出气孔11的开孔位置不在以顶部通气盖板1所覆盖的二级分离盖板的圆形圆心为圆心、以二级分离盖板下段细筒9底面半径为半径的圆形区域内，主要作用是当密度较小的气体通过二级分离盖板的下段细筒9进入到顶部通气盖板1下部区域时，必须再次变向，才能从顶部通气盖板1上面的小孔上面排出，使得气体中残留的部分油滴能够进一步被分离出来。倒锥形筒体5是一个两底面相通的锥状结构，其中部往下表面沿一定方向开通数排小孔7，加速密度较大的油气混合物的分离，使分离到底部的滑油滴能够最快速度快速的排到油气分离器外面，实现油气分离。底部出油盖板6是一个中间开孔的圆板结构，通过底部的局部的阻档碰撞作用，使油滴中的残留的气体能够被分离出来，也为滑油流出油气分离器提供了通道。

上述两个实施方式揭示了本实用新型油气分离装置的两个较佳实施方式，但本实用新型不限于上述实施方式，在上述实施方式所揭示的基础上还可以作进一步的改进和优化。如本实用新型中顶部分离盖板、二级分离筒体和底部锥形结构上面的通孔数量可以根据实际需求通过分析和计算进行合理地增加和减少。底部出油盖板可以适当取消或者将其与底部锥形结构做成一体。

本实用新型相对于平板式油气分离器，其体积较小，分离效率较高；相对于离心式油气分离，减少了对额外的动力输入的依赖，其和发动机滑油箱集成设计时可以进一步简化结构，降低加工制造成本，结构简单且易于装配；相对于常规的动压式油气分离器，该装置加工方便，通过二级分离盖板、圆柱筒体内壁凸起以及倒锥形筒体的开孔结构，不仅利于提高油气分离效率，而且更有利于大量的滑油能够迅速回流。

油气分离器不仅可以应用到新研制的航空发动机上，而且可以应用于对现役发动机进行改进。虽然油气分离器是针对航空发动机而研制的，但它可以方便地应用于燃气轮机滑油系统等需要进行油气分离的环境中，具有非常广阔的应用前景。

Claims

1.一种油气分离器，包括油气进口引导管(4)、顶部通气盖板(1)、分离筒体和底部出油盖板(6)，其特征为：所述油气分离器还包括一个二级分离盖板；所述二级分离盖板为一由上段粗筒(2)、下段细筒(9)和平面连接部位(13)组成的通道，其纵刨面空腔形状为T字型；所述二级盖板的平面连接部位(13)盖于分离筒体的上部，下段细筒(9)伸入分离筒体；所述二级分离盖板上段粗筒(2)在靠近平面连接部位(13)的下端沿周向开有若干通孔(10)；油气进口引导管(4)、顶部通气盖板(1)、分离筒体、底部出油盖板(6)和二级分离盖板通过焊接成一整体。

2.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征为：所述分离筒体由上方的圆柱形筒体(3)和下方的倒锥形筒体(5)组成；圆柱形筒体(3)和倒锥形筒体(5)通过焊接成一整体。

3.根据权利要求2所述的油气分离器，其特征为：；所述圆柱形筒体(3)内壁分布排列若干凸起(8)。

4.根据权利要求3所述的油气分离器，其特征为：所述圆柱形筒体(3)内壁的凸起(8)，从上往下分布的凸起(8)高度越来越低，凸起(8)表面积越来越大，凸起(8)之间的间隔也越来越大。

5.根据权利要求2、3、4中任何一项所述的油气分离器，其特征为：所述倒锥形筒体(5)中部往下开有数排小孔(7)。

6.根据权利要求1至4中任何一项所述的油气分离器，其特征为：所述顶部通气盖板(1)为一网状结构。

7.根据权利要求1至4中任何一项所述的油气分离器，其特征为：所述顶部通气盖板(1)为开有若干出气孔(11)的平板。

8.根据权利要求7所述的油气分离器，其特征为，所述顶部通气盖板1的出气孔(11)开孔位置不在以顶部通气盖板(1)所覆盖的二级分离盖板的圆形圆心为圆心、以二级分离盖板下段细筒(9)底面半径为半径的圆形区域内。

9.根据权利要求2所述的油气分离器，其特征为：所述圆柱形筒体(3)内壁有一个从上而下变螺距螺旋导向凸起(12)。

10.根据权利要求5所述的油气分离器，其特征为：所述小孔(7)沿流体的螺旋流线排列。