CN207673438U - 一种燃气轮机的滑油系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃气轮机的滑油系统，用于为设置在减速传动机匣内的行星减速传动机构中的轴、齿轮、轴承、太阳齿轮组件以及输出驱动齿轮等各类摩擦副以及转子轴轴承，提供规定压力和合适温度的清洁滑油，滑油系统具有高度集成的特点，滑油箱位于减速器机匣下方，与机匣一体铸造，结构紧凑；滑油泵为单级油泵，内置于减速齿轮箱，由内部齿轮轴直接驱动，滑油进出均为内部油路；系统回油均为重力回油，润滑各齿轮、轴承等滑油沉积至减速机匣底部病通过油孔回至滑油箱；滑油滤壳体与减速器机匣一体化设计，滤芯的进出油均采用内部油路。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃气轮机技术领域，特别地，涉及一种燃气轮机的滑油系统。
背景技术
微型燃气轮机是一类新近发展起来的小型热力发动机，其单机功率范围为25～300kW，其主要由压气机、燃烧室、涡轮、减速器及燃油系统、滑油系统等组成。微型燃气轮机发电机组具有高效率、低噪声、低污染、小重量、小体积及多台集成扩容等一系列优点，其在电力、动力等国民经济领域和国家安全等方面具有重要作用和战略意义。
在燃气轮机或其发电机组运行过程中，如果没有良好的润滑、冷却效果，会影响燃气轮机的功率及其使用寿命。燃气轮机在正常工作时轴承和齿轮等工作表面上需要供给滑油，可以构成连续的油膜，进而减少结构之间的摩擦损伤，同时带走由于摩擦和高温零件传来的热量，以维持零部件在正常的工作温度范围内，提高零部件的使用寿命。因此，一套稳定可靠的滑油系统对于燃气轮机的平稳可靠运行及使用寿命至关重要。
实用新型内容
针对现有技术的上述缺陷和不足，本实用新型提供了一种燃气轮机的滑油系统，系统主要功能是为燃气轮机各摩擦副提供规定压力和合适温度的清洁滑油，滑油系统润滑减速传动装置内部的轴、齿轮、轴承、太阳齿轮组件以及输出驱动齿轮，同时还润滑转子轴轴承，滑油系统具有高度集成的特点，当油压低于40kPa时，安装在减速传动机匣后端面的滑油低压开关将迫使发动机停车。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种燃气轮机的滑油系统，用于为设置在减速传动机匣内的行星减速传动机构中的各类摩擦副提供规定压力和合适温度的清洁滑油，所述行星减速传动机构包括至少一高速太阳齿轮与若干设置在行星齿轮架上的行星轮，所述高速太阳齿轮安装在一空心转子轴的前端，其特征在于，
所述滑油系统包括设置在减速传动机匣内的滑油箱、滑油泵、滑油滤、油滤旁通阀、系统安全阀、滑油分配环，其中，
所述滑油箱设置在所述减速传动机匣的底部；
所述滑油泵的底部设置进油口，顶部设置出油口，其进油口与所述滑油箱连通，其出油口与所述滑油滤连通；
所述滑油滤包括壳体以及设置在壳体内的滤芯，所述滑油滤的壳体底部为进油口，顶部为滤芯帽出油通道，壳体侧壁上设置一旁通孔，所述旁通孔处设置所述油滤旁通阀，所述油滤旁通阀的出口与滤芯帽出油通道连通；
所述滑油滤的下游依次设置系统安全阀和滑油分配环，所述系统安全阀和滑油分配环设置在所述行星齿轮架上，其中，
所述滑油分配环上设置一轴向喷油孔和若干径向喷油孔，所述若干径向喷油孔引导滑油喷射至所述高速太阳齿轮与各行星轮啮合的润滑点；
所述空心转子轴包括位于其中心并沿其轴向延伸的第一通道以及位于第一通道外围的第二通道，所述滑油分配环末端的轴向喷油孔引导滑油喷射至所述高速太阳齿轮的中心孔，然后沿着所述第一通道流向其后端，所述第一通道的内壁上设置一环形内突台，将部分油雾利用离心力吹入所述空心转子轴与高速太阳齿轮的花键连接处；所述第一通道的后端设置若干连通第二通道的径向孔，所述第一通道后端的滑油通过径向孔进入第二通道，然后沿所述第二通道向前流动折返到位于所述空心转子轴前端的滚子轴承和推力轴承，滑油穿过所述推力轴承后从挡油环螺帽流出，在重力作用下流回所述滑油箱。
优选地，所述系统安全阀设置在所述滑油泵出口的旁通油路上。
优选地，所述系统安全阀为一单向阀。
优选地，所述滑油箱与减速传动机匣整体铸造。
优选地，所述滑油箱与减速传动机构之间，设置一与所述减速传动机匣整体铸造的挡油板。
优选地，所述滑油箱底部位置设置一磁性堵头，通过螺纹安装在所述滑油箱上，并使用密封圈进行密封。
优选地，所述减速传动机匣上安装有一个旋钮式标尺，用以指示滑油箱中的油面高度。
优选地，所述减速传动机匣后端面设置一滑油低压开关，当滑油系统的油压低于预设值时，所述滑油低压开关将迫使发动机停车。
优选地，所述减速传动机匣顶部设置一离心式油气分离器。
同现有技术相比，本实用新型的燃气轮机的滑油系统，滑油系统润滑减速传动装置内部的轴、齿轮、轴承、太阳齿轮组件以及输出驱动齿轮，同时还润滑转子轴轴承，滑油系统还具有高度集成的特点，滑油箱位于减速器机匣下方，与机匣一体铸造，结构紧凑；滑油泵为单级油泵，内置于减速齿轮箱，由内部齿轮轴直接驱动，滑油进出均为内部油路；系统回油均为重力回油，润滑各齿轮、轴承等滑油沉积至减速机匣底部病通过油孔回至滑油箱；滑油滤壳体与减速器机匣一体化设计，滤芯的进出油均采用内部油路，当油压低于40kPa时，安装在减速传动机匣后端面的滑油低压开关将迫使发动机停车。
附图说明
图1为本实用新型的燃气轮机的滑油系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。此外，以下实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
如图1所示，本实用新型的燃气轮机的滑油系统为内置循环独立式系统，主要功能是为燃气轮机的减速传动装置内部的轴、齿轮、轴承、太阳齿轮组件、输出驱动齿轮以及转子轴轴承等各类摩擦副提供规定压力和合适温度的清洁滑油，减速传动装置包括减速传动机匣以及设置在减速传动机匣内的行星减速传动机构，行星减速传动机构包括至少一高速太阳齿轮与若干设置在行星齿轮架上的行星轮，所述高速太阳齿轮安装在一空心转子轴的前端。整个滑油系统包括设置在减速传动机匣内的滑油箱1、滑油泵2、滑油滤3、油滤旁通阀4、系统安全阀5、滑油分配环6。滑油箱1设置在减速传动机匣的底部，并与减速传动机匣一体形成；滑油泵2的底部设置进油口，顶部设置出油口，其进油口通过管路与滑油箱1连通，其出油口通过设置在减速传动机匣上的滑油通道与位于其上部的滑油滤3连通。滑油滤3包括壳体以及设置在壳体内的滤芯，滑油滤3的壳体与减速传动机匣一体形成，壳体底部为进油口，顶部为滤芯帽出油通道，壳体侧壁上设置一旁通孔，该旁通孔处设置油滤旁通阀4，油滤旁通阀4的出口与滑油滤3壳体顶部的滤芯帽出油通道连通，正常工作时，从滑油滤3壳体底部进入的滑油穿过滤芯从顶部的滤芯帽出油通道流出壳体，一旦滤芯发生堵塞，例如当滑油滤3进出口的滑油压差在100～170kPa时，油滤旁通阀4会打开，滑油将绕过滤芯，通过滤芯帽出油通道从滤芯外直接流出滑油滤3。
滑油从滑油滤3流出后，通过设置在减速传动机匣上的滑油通道依次进入下游的系统安全阀5和滑油分配环6。滑油分配环6上设置一轴向喷油孔和若干径向喷油孔，所述若干径向喷油孔引导滑油喷射至高速太阳齿轮与各行星轮啮合的润滑点。行星减速传动机构中的其他齿轮和齿轮轴上的轴承则是用太阳齿轮和行星轮搅动出来的油雾进行润滑。用于空心转子轴轴承润滑的油气是通过分布于滑油分配环6末端的轴向喷油孔提供，空心转子轴包括位于其中心并沿其轴向延伸的第一通道以及位于第一通道外围的第二通道，滑油分配环6末端的轴向喷油孔引导滑油喷射至太阳齿轮中心孔，然后沿着空心转子轴的第一通道流向转子轴的后端。转子轴的第一通道的内壁上设置一环形内突台，将部分油雾利用离心力吹入转子轴与太阳齿轮的花键连接处。转子轴第一通道的后端设置若干连通第二通道的径向孔，第一通道后端的滑油通过径向孔进入第二通道，然后沿第二通道向前流动折返到位于空心转子轴前端的滚子轴承和推力轴承，滑油穿过推力轴承从挡油环螺帽流出，流回滑油箱1。
系统安全阀5设置在滑油泵2出口的旁通油路上，当滑油泵2的出口油压过大时，会从滑油泵2出口旁通一部分滑油泄入减速传动机匣并在重力作用下流回滑油箱1，大部分的滑油流到位于行星架内部的滑油分油环6，从而将滑油系统压力控制在100～450kPa范围内。系统安全阀5为本领域中所常见的溢流阀，由一个弹簧和安装在行星齿轮架内部的球体组成，弹簧和球体用与行星架贴合的安全阀壳体保持在行星架内。
滑油箱1是与减速传动机匣整体铸造的，具有大约5L的容积。这就保证了滑油可以有大约1分钟的通风周期，从而最大限度地降低了滑油泡沫。在减速传动齿轮和滑油箱1之间，有一个与减速传动机匣整体铸造的挡油板，防止滑油与旋转的齿轮发生接触，避免产生泡沫。进一步地，滑油箱1底部位置设置一磁性堵头8，通过螺纹安装在滑油箱1上，并使用密封圈进行密封。磁性堵头8能吸附滑油中的金属屑，用于监控摩擦副的磨损状况。
进一步地，可以在减速传动机匣上安装有一个旋钮式标尺，用以指示滑油箱1中的油面高度。该标尺利用一个整体式橡胶密封垫固定，当标尺的折叠环顺时针旋转时，密封垫受到压缩贴紧标尺端面。
滑油滤3壳体内的滤芯为一个可更换的例如10微米滤芯，滑油穿过滤芯，沿滤芯端盖内的钻孔通道进入主润滑油系统的钻孔通道，在该通道上连接有系统安全阀5。
在滤芯端盖上安装油滤旁通阀4，油滤旁通阀4为本领域中所常见的单向阀，例如可以是一个弹簧加载的球型油滤旁通阀，当滤芯发生堵塞时，若油滤两端的压差达到140kPa，油滤旁通阀4打开，滑油绕过油滤从旁通通路直接流向齿轮和轴承。
进一步地，可以在减速传动机匣后端面设置一滑油低压开关，当滑油系统的油压低于40kPa时，滑油低压开关将迫使发动机停车。
进一步地，可以在减速传动机匣顶部设置离心式油气分离器7，油气在油气分离器内部流动时，通过流动产生的离心力将油气进行分离。来自压气机滚子轴承一侧的封严空气进入到减速齿轮箱内部后与箱内的油雾进行混合后，经离心式油气分离器7进行油气分离，未分离的部分油气从通气通道排至大气造成滑油消耗，另外，滑油的蒸发也会造成一部分的滑油消耗。
滑油系统未设置单独的滑油散热器，主要靠滑油沿机匣壁面流动，通过壁面与外界进行热交换，达到滑油冷却的目的。
本实用新型提供的燃气轮机滑油系统具有高度集成的特点，滑油箱位于减速传动机匣下方，与机匣一体铸造，结构紧凑；滑油泵为单级油泵，内置于减速传动装置中，由内部齿轮轴直接驱动，滑油进出均为内部油路；系统回油均为重力回油，润滑各齿轮、轴承等滑油沉积至减速传动机匣底部病通过油孔回至滑油箱。滑油滤壳体与减速传动机匣一体化设计，滤芯的进出油均采用内部油路。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种燃气轮机的滑油系统，用于润滑设置在减速传动机匣内的行星减速传动机构，所述行星减速传动机构包括至少一高速太阳齿轮与若干设置在行星齿轮架上的行星轮，所述高速太阳齿轮安装在一空心转子轴的前端，其特征在于，
所述滑油系统包括设置在减速传动机匣内的滑油箱、滑油泵、滑油滤、油滤旁通阀、系统安全阀、滑油分配环，其中，
所述滑油箱设置在所述减速传动机匣的底部；
所述滑油泵的底部设置进油口，顶部设置出油口，其进油口与所述滑油箱连通，其出油口与所述滑油滤连通；
所述滑油滤包括壳体以及设置在壳体内的滤芯，所述滑油滤的壳体底部为进油口，顶部为滤芯帽出油通道，壳体侧壁上设置一旁通孔，所述旁通孔处设置所述油滤旁通阀，所述油滤旁通阀的出口与滤芯帽出油通道连通；
所述滑油滤的下游依次设置系统安全阀和滑油分配环，所述系统安全阀和滑油分配环设置在所述行星齿轮架上，其中，
所述滑油分配环上设置一轴向喷油孔和若干径向喷油孔，所述若干径向喷油孔引导滑油喷射至所述高速太阳齿轮与各行星轮啮合的润滑点；
所述空心转子轴包括位于其中心并沿其轴向延伸的第一通道以及位于第一通道外围的第二通道，所述滑油分配环末端的轴向喷油孔引导滑油喷射至所述高速太阳齿轮的中心孔，然后沿着所述第一通道流向其后端，所述第一通道的内壁上设置一环形内突台，将部分油雾利用离心力吹入所述空心转子轴与高速太阳齿轮的花键连接处；所述第一通道的后端设置若干连通第二通道的径向孔，所述第一通道后端的滑油通过径向孔进入第二通道，然后沿所述第二通道向前流动折返到位于所述空心转子轴前端的滚子轴承和推力轴承，滑油穿过所述推力轴承后从挡油环螺帽流出，在重力作用下流回所述滑油箱。
2.根据权利要求1所述的滑油系统，其特征在于，所述系统安全阀设置在所述滑油泵出口的旁通油路上。
3.根据权利要求2所述的滑油系统，其特征在于，所述系统安全阀为一单向阀。
4.根据权利要求1所述的滑油系统，其特征在于，所述滑油箱与减速传动机匣整体铸造。
5.根据权利要求4所述的滑油系统，其特征在于，所述滑油箱与减速传动机构之间，设置一与所述减速传动机匣整体铸造的挡油板。
6.根据权利要求4所述的滑油系统，其特征在于，所述滑油箱底部位置设置一磁性堵头，通过螺纹安装在所述滑油箱上，并使用密封圈进行密封。
7.根据权利要求1所述的滑油系统，其特征在于，所述减速传动机匣上安装有一个旋钮式标尺，用以指示滑油箱中的油面高度。
8.根据权利要求1所述的滑油系统，其特征在于，所述减速传动机匣后端面设置一滑油低压开关，当滑油系统的油压低于预设值时，所述滑油低压开关将迫使发动机停车。
9.根据权利要求1所述的滑油系统，其特征在于，所述减速传动机匣顶部设置一离心式油气分离器。
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