DE1299939B

DE1299939B - Lubricant pump for briefly operated gas turbine engines

Info

Publication number: DE1299939B
Application number: DE1962R0033517
Authority: DE
Inventors: Pope Geoffrey Alan Kenneth; Simpson James Reginald; Keen John Michael Storer
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1961-09-20
Filing date: 1962-09-17
Publication date: 1969-07-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiermittelpumpe für kurzzeitig betriebene Gasturbinentriebwerke, insbesondere für Hubtriebwerke.The invention relates to a lubricant pump for briefly operated Gas turbine engines, in particular for lift engines.

Bei einer aus der britischen Patentschrift 799 484 bekannten Schmieranlage für Kurzzeitbetrieb von Turbinen wird ein Pumpkolben beim Anlauf der Turbine durch ein dabei auf Druck gebrachtes Strömungsmittel gegen den Druck einer Feder bewegt und betätigt dabei den Druckkolben für das Schmiermittel, das vorher aus einem Schmiermittelbehälter über ein Rückschlagventil in die Pumpkammer gesaugt wurde. Diese steht über ein weiteres Rückschlagventil und eine Leitung mit zwei Schmierstellen in Verbindung, denen das Schmiermittel zugeführt wird.In a lubrication system known from British patent specification 799 484 for short-term operation of turbines, a pump piston is activated when the turbine starts up moves a pressurized fluid against the pressure of a spring and actuates the pressure piston for the lubricant, which was previously from a lubricant container was sucked into the pumping chamber via a check valve. This stands over a another check valve and a line with two lubrication points in connection, to which the lubricant is supplied.

Zwar ist bei dieser bekannten Anordnung die Schmiermittelmenge durch das Volumen der Pumpkammer bestimmt, die Verteilung dieser Menge auf die beiden Lager ist jedoch unbestimmt und hängt vom jeweiligen Durchflußwiderstand der Lager ab, der je nach dem Zustand der Lager unterschiedlich sein kann.In this known arrangement, the amount of lubricant is through the volume of the pumping chamber determines the distribution of this amount between the two However, the bearing is indefinite and depends on the flow resistance of the bearing which may vary depending on the condition of the bearings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Schmieranlage so auszubilden, daß die beiden Schmierstellen bei jedem Kolbenhub mit genau vorbestimmten Schmiermittelmengen versorgt werden.The invention is based on the object of such a lubrication system to be designed so that the two lubrication points with each piston stroke with exactly predetermined Lubricant quantities are supplied.

Um dieses Ziel bei der eingangs erwähnten Schmieranlage zu erreichen, weist das Pumpengehäuse erfindungsgemäß zwei zylindrische Teile auf, in denen je ein Kolben gleitbar gelagert ist, von denen der erste Kolben durch eine Feder von einem ersten gehäusefesten Anschlag weg gegen einen zweiten gedrückt und der zweite Kolben durch unter dem Druck von Pumpen stehendem Treibstoff von einem gehäusefesten Anschlag weg gegen eine am ersten Kolben anliegende Feder gedrückt wird, wobei zwischen dem ersten Kolben und dem Gehäuse eine erste Pumpkammer und zwischen beiden Kolben eine zweite Pumpkammer gebildet wird, die je mit einer Schmierstelle in Verbindung stehen.In order to achieve this goal with the lubrication system mentioned at the beginning, the pump housing according to the invention has two cylindrical parts in which each a piston is slidably supported, of which the first piston is supported by a spring of a first stop fixed to the housing pressed away against a second and the second Piston by fuel under the pressure of pumps from a housing fixed Stop is pressed away against a spring resting on the first piston, with between a first pumping chamber between the first piston and the housing and between the two pistons a second pumping chamber is formed, each of which is connected to a lubrication point stand.

Eine vorteilhafte und kompakte Ausbildungsform dieser Pumpenanordnung besteht darin, daß der zweite Kolben teleskopartig in den ersten Kolben eintaucht.An advantageous and compact embodiment of this pump arrangement consists in that the second piston telescopes into the first piston.

Die Figuren erläutern die Erfindung. Es stellt dar F i g. 1 einen teilweisen Längsschnitt eines Gasturbinen-Hubtriebwerks mit einer erfindungsgemäßen Ölpumpe; F i g. 2 und 3 stellen Längsschnitte durch die Ölpumpe in zwei verschiedenen Stellungen dar.The figures explain the invention. It represents F i g. 1 one partial longitudinal section of a gas turbine lift engine with an inventive Oil pump; F i g. 2 and 3 show two different longitudinal sections through the oil pump Positions.

Das Gasturbinen-Hubtriebwerk 10 umfaßt in Strömungsrichtung hintereinanderfolgend einen Verdichter 11, eine Verbrennungsanlage 12 und eine Turbine 13, deren Abgase durch ein Strahlrohr 14 senkrecht nach unten strömen. Der Verdichter 11 und die Turbine 13 sind auf einer Welle 15 befestigt, die in einem Vorderlager 16 (in F i g. 1 nicht und in F i g. 2 schematisch dargestellt) und einem Hinterlager 17 gelagert ist.The gas turbine lift engine 10 comprises one after the other in the direction of flow a compressor 11, an incinerator 12 and a turbine 13, their exhaust gases flow vertically downwards through a jet pipe 14. The compressor 11 and the Turbines 13 are mounted on a shaft 15 which is mounted in a front bearing 16 (in F i g. 1 not and in F i g. 2 shown schematically) and a rear bearing 17 is.

Die Lager 16,17 weisen darüberliegendeKammern 18,19 auf, welche über Leitungen 21, 22 von einer Ölpumpe 20 mit Öl beliefert werden. Die Ölpumpe 20 enthält ein Gehäuse 23, dessen Oberteil als Ölbehälter 24 ausgebildet ist, welcher nach Abnehmen eines Fülldeckels 25 mit Öl gefüllt werden kann. Das Gehäuse 23 weist zylindrische Teile 26, 27 auf, von denen das Oberteil 27 einen größeren Durchmesser als das Unterteil 26 hat: Im unteren und oberen zylindrischen Teil 26 bzw. 27 befindet sich ein erster Kolben 30 bzw. ein zweiter Kolben 31. Letzterer hat einen Boden 32, welcher von der Stirnwand 33 des zylindrischen Teils 27 durch den Raum 34 in einem Abstand steht und durch eine Feder 35 von dieser Stirnwand nach unten gedrückt wird. Der erste Kolben 30 weist einen Boden 36 auf, welcher vom zweiten Kolben 31 durch einen Raum 37 getrennt ist und von diesem zweiten Kolben 31 durch eine Feder 38 nach unten gedrückt wird.The bearings 16, 17 have chambers 18, 19 lying above them, which are supplied with oil via lines 21, 22 from an oil pump 20. The oil pump 20 contains a housing 23, the upper part of which is designed as an oil container 24, which can be filled with oil after a filler cap 25 has been removed. The housing 23 has cylindrical parts 26, 27, of which the upper part 27 has a larger diameter than the lower part 26 : In the lower and upper cylindrical part 26 and 27 there is a first piston 30 and a second piston 31, respectively a bottom 32 which is spaced from the end wall 33 of the cylindrical part 27 through the space 34 and is pressed downward from this end wall by a spring 35. The first piston 30 has a base 36 which is separated from the second piston 31 by a space 37 and is pressed downward by this second piston 31 by a spring 38.

Das Gehäuse 23 weist eine erste öleinlaßleitung 39, die mit dem Raum 37, und eine zweite öleinlaßleitung 40 auf, die mit dem Raum 34 in Verbindung steht. Die öleinlaßleitungen 39, 40 werden vom Ölbehälter 24 mit Öl beliefert, wobei der Durchfluß durch die Öleinlässe 39, 40 durch Rückschlagventile 41 bzw. 42 geregelt wird. Diese Ventile sind innerhalb eines Filters 43 im Behälter 24 eingebaut und werden durch Federn 44, 45 in ihre offene Stellung gedrückt.The housing 23 has a first oil inlet line 39 which is connected to the space 37, and a second oil inlet line 40 which is in communication with the space 34. The oil inlet lines 39, 40 are supplied with oil from the oil tank 24, the Flow through the oil inlets 39, 40 regulated by check valves 41 and 42, respectively will. These valves are installed within a filter 43 in the container 24 and are urged into their open position by springs 44,45.

Das Gehäuse 23 weist auch eine erste Ölauslaßleitung 46, die über einen Teil der öleinlaßleitung 39 mit dem Raum 37, und eine zweite Ölauslaßleitung 47 auf, die mit dem Raum 34 über einen Teil der Einlaßleitung 40 in Verbindung steht. Die Ölauslaßleitungen 46, 47 liefern Öl an die Leitungen 22, 21. Der Durchfluß durch die Ölauslaßleitungen 46,47 wird durch Rückschlagventile 48 bzw. 49 geregelt, die durch Federn 50 bzw. 51 in ihre geschlossene Stellung gedrückt werden.The housing 23 also has a first oil outlet line 46 which communicates with the space 37 via part of the oil inlet line 39 and a second oil outlet line 47 which communicates with the space 34 via part of the inlet line 40 . Oil outlet lines 46, 47 deliver oil to lines 22, 21. Flow through oil outlet lines 46, 47 is regulated by check valves 48 and 49 , respectively, which are urged closed by springs 50 and 51, respectively.

Der Kolben 30 hat einen Wandteil 54, der an der Innenwand des Zylinderteils 26 und an der Außenwand eines inneren Teils 55 des Gehäuses 23 gleitet. Dieses innere Gehäuseteil 55 weist Durchlässe 56, 57 auf und bildet mit dem unteren Ende des zylindrischen Teils 26 einen Raum 60, der mit einer Ablaßleitung 61 versehen ist.The piston 30 has a wall part 54 which is attached to the inner wall of the cylinder part 26 and on the outer wall of an inner part 55 of the housing 23 slides. This inner Housing part 55 has passages 56, 57 and forms with the lower end of the cylindrical Part 26 has a space 60 which is provided with a drain line 61.

Zwischen dem inneren Gehäuseteil 55 und dem benachbarten Boden 62 des Kolbens 30 ist eine Kammer 63 gebildet, welche mit dem Durchlaß 56 in Verbindung steht. Der Durchlaß 57 führt zu einer Ringnut 64, welche in dem inneren Gehäuseteil 55 vorgesehen ist. Der Durchlaß 57 führt durch ein Rohr 65 zu einem Treibstofftank 66 (F i g. 3). Aus diesem wird von einer Druckpumpe 67 Treibstoff in eine Leitung 70 gefördert, welche in Strömungsrichtung hintereinanderfolgend eine Treibstoffpumpe 71, ein Absperrventil 72 und eine Treibstoffregelvorrichtung 73 umfaßt und zu Brennern 74 der Verbrennungsanlage 12 führt.A chamber 63 is formed between the inner housing part 55 and the adjacent bottom 62 of the piston 30 and is in communication with the passage 56. The passage 57 leads to an annular groove 64 which is provided in the inner housing part 55. The passage 57 leads through a pipe 65 to a fuel tank 66 (Fig. 3). From this, fuel is conveyed by a pressure pump 67 into a line 70, which comprises a fuel pump 71, a shut-off valve 72 and a fuel control device 73 one after the other in the direction of flow and leads to burners 74 of the combustion system 12.

Ein Rohr 75 führt von der Leitung 70 stromabwärts des Absperrventils 72 über ein Filter 76 zum Durchlaß 56.A pipe 75 leads from the line 70 downstream of the shut-off valve 72 via a filter 76 to the passage 56.

F i g. 2 zeigt die Stellung der Teile der Ölpumpe 20, wenn das Hubtriebwerk 10 nicht in Betrieb ist. Hier ist die Treibstoffpumpe 71 ebenfalls nicht in Betrieb, so daß kein Treibstoff unter Druck in die Kammer 63 geliefert wird. Die Federn 35, 38 halten die Kolben 31, 30 daher in der Stellung nach F i g. 2, in welcher der Inhalt der Räume 34, 37 am größten ist, wobei der Kolben 31 am gehäusefesten Anschlag 80 und der Kolben 30 am Anschlag 81 anliegen.F i g. 2 shows the position of the parts of the oil pump 20 when the lift engine 10 is not in operation. Here the fuel pump 71 is also not in operation, so that no fuel is supplied to chamber 63 under pressure. The springs 35, 38 therefore hold the pistons 31, 30 in the position according to FIG. 2, in which the The content of the spaces 34, 37 is greatest, the piston 31 at the stop fixed to the housing 80 and the piston 30 rest against the stop 81.

In der Stellung nach F i g. 2 halten die Federn 44, 45 zusammen mit dem Druck des Öls im Ölbehälter 24 die Rückschlagventile 41, 42 offen, so daß Öl durch die öleinlässe 39, 40 strömt und die Räume 37, 34 füllt. Die Federn 50, 51 halten die Rückschlagventile 48, 49 geschlossen, so daß kein Öl zu den Lagern 16,17 strömen kann.In the position according to FIG. 2, the springs 44, 45, together with the pressure of the oil in the oil container 24, hold the check valves 41, 42 open, so that oil flows through the oil inlets 39, 40 and fills the spaces 37, 34. The springs 50, 51 keep the check valves 48, 49 closed so that no oil can flow to the bearings 16, 17.

Wenn das Hubtriebwerk 10 jedoch in Betrieb genommen wird, läuft auch die Treibstoffpumpe 71 an, so daß Treibstoff unter Druck in die Kammer 63 geliefert wird und den Boden 62 des Kolbens 30 beaufschlagt. Hierdurch wird der Kolben 30 nach oben gedrückt. Gleichzeitig wird der Kolben 31 durch den Kolben 30 gegen die obere Stirnwand 33 des zylindrischen Teils 27 gedrückt.However, when the lifting engine 10 is put into operation, it also runs the fuel pump 71 on so that fuel is supplied to the chamber 63 under pressure and the bottom 62 of the piston 30 is applied. This makes the piston 30 pushed up. At the same time, the piston 31 is through the piston 30 against the upper end wall 33 of the cylindrical part 27 pressed.

Der Raum 37 verkleinert sich daher, und der Druck des Öls in den Leitungen 39, 46 steigt und bewirkt das Schließen des Rückschlagventils 41 und das öffnen des Rückschlagventils 48, so daß eine Ladung Öl durch das Rohr 22 in die Kammer 19 des Hinterlagers 17 gedrückt wird.The space 37 is therefore reduced, and so is the pressure of the oil in the lines 39, 46 rises and causes the check valve 41 to close and open of the check valve 48 so that a charge of oil through the pipe 22 into the chamber 19 of the rear bearing 17 is pressed.

In ähnlicher Weise wird der Raum 34 verkleinert, und der Druck des Öls in den Leitungen 40, 47 steigt und bewirkt das Schließen des Rückschlagventils 42 und das öffnen des Rückschlagventils 49, so daß eine Ladung Öl durch das Rohr 21 in die Kammer 18 des Vorderlagers 16 gedrückt wird.Similarly, the space 34 is reduced, and the pressure of the Oil in lines 40, 47 rises and causes the check valve to close 42 and opening the check valve 49 so that a load of oil through the pipe 21 is pressed into the chamber 18 of the front bearing 16.

Die Teile der Ölpumpe bleiben in der Stellung nach F i g. 3, solange das Hubtriebwerk 10 in Betrieb ist, so daß während dieser Zeit nur eine Einzelladung Öl an jedes Lager 16, 17 bzw. deren Kammern 18,19 geliefert wird. Da das Hubtriebwerk 10 nie lange in Betrieb ist, reicht diese dosierte Ölmenge aus.The parts of the oil pump remain in the position according to FIG. 3 as long as the lifting engine 10 is in operation, so that only a single charge during this time Oil is supplied to each bearing 16, 17 or their chambers 18, 19. As the lift engine 10 is never in operation for long, this metered amount of oil is sufficient.

Claims

Claims: 1. Lubricant pump for briefly operated gas turbine engines, in particular lifting engines, with a pump piston, which is activated when the engine starts up by a pressurized fluid against the pressure of a spring is moved, and with a pump chamber, which contains a check valve via a Line with the lubricant reservoir and another check valve containing line is in connection with the lubrication point, characterized in that, that the pump housing (23) has two cylindrical parts (27 and 26) in which each a piston is slidably mounted, of which the first piston (31) by a Spring (35) away from a first stop (33) fixed to the housing against a second one (80) pressed and the second piston (30) by under the pressure of pumps (67, 71) standing fuel away from a stop (81) fixed to the housing against one on the first Piston abutting spring (38) is pressed, between the first piston and a first pump chamber (34) in the housing and a second one between the two pistons Pump chamber (37) is formed, each with a lubrication point (16 or 17) in connection stand.

2. lubricating oil supply system according to claim 1, characterized in that the second piston (30) telescopes into the first piston (31).