DE3201008A1 - NOZZLE WITH DOUBLE FUNCTION FOR NOTOEL / FOG SYSTEM - Google Patents
NOZZLE WITH DOUBLE FUNCTION FOR NOTOEL / FOG SYSTEMInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung stellt eine Fortbildung des Gegenstandes nach der Patentanmeldung P 30 15 650.4 dar und bezieht sich insbesondere auf ein Notöl/Nebelsystem in einem Hauptschmiersystem für ein Lager oder Getriebeanordnung einer Gasturbine und insbesondere ein Notschmier-Zuführungssystem für das Ausbilden eines unter Druck stehenden Schmiermittelsprühstrahls unter Erzeugen extrem kleiner Tröpfchen mit einheitlicher ölverteilung auf dem Lager über eine begrenzte Zeitspanne hin nach Versagen des Hauptschmier-Zuführungssystems. The present invention is an improvement on the subject matter according to the patent application P 30 15 650.4 and relates in particular to an emergency oil / mist system in a main lubrication system for a bearing or gear arrangement of a gas turbine and in particular an emergency lubrication supply system for the formation of a pressurized one standing lubricant spray generating extremely small droplets with uniform oil distribution on the bearing over a limited time after failure of the main lubrication supply system.
Bei Gasturbinen, wie sie bei Hochgeschwindigkeits-Flugzeugen angewandt werden, sind die umlaufenden Wellen in Lagern gelagert zwecks Umlaufen bezüglich der Außenteile der Turbine, und somit muß den Lagern kontinuierlich pin Schmiermittelstrom zugeführt werden. Allgemein weist das Hauptschmier-Zuführungssystem einen großen Vorratsbehälter für das Schmiermittel auf und es ist eine Pumpenanordnung vorgesehen für die. Verteilung des Schmiermittels durch Leitungen hindurch zu den verschiedenen Lag-~r- und Getriebe anordnungen. Die letzteren liegen üblicherweise innerhalb geschlossener Sümpfe dergestalt vor, daß das öl an dem Boden jedes Stjmpfes gesammelt und sodann durch Reinigungsvorrichtungen dem Hauptvorratsbehälter zugeführt wird, und sodann wird das Schmiermittel wiederum in einem kontinuierlichen Kreis zurück zu den Lagern oder Getriebeanordnungen gepumpt. Es ist offensichtlich von großer Wichtigkeit, daß die beweglichen Lager oder Getriebeanordnungen kontinuierlich geschmiert werden, um ein vorzeitiges Versagen durch Fressen der relativ beweglichen Teile zu verhindern. Die verschiedenen Bestandteile des Hauptschmier-Zuführungssystems sind aufgrund ihrer Größe allgemein außerhalb des Turbinengehäuses angeordnet, wo dieselben einei: Beschädigung leicht zugänglich sind, z.B. in dem Fall einer Gasturbine eines militärischen Flugzeuges, wo die freiliegenden Bestandteile des Hauptschmier-Zuführungssystems durch feindliches Feuer verletzbar sind. In dem Fall eines Reißens oder Durchlöcherns Ölleitungen oder Bestandteile in dem Hauptschmier-Zuführungsergibt sich offensichtlich, daß der Öldruck und ölfluß zu den einzelnen Lagern oder Getriebeanordnungen schnell unterbrochenIn the case of gas turbines, such as those used in high-speed aircraft are, the rotating shafts are stored in bearings for the purpose of revolving with respect to the outer parts of the turbine, and thus must the Bearings are continuously supplied to pin flow of lubricant. Generally the main lubrication supply system has a large reservoir for the lubricant and a pump arrangement is provided for the. Distribution of the lubricant through pipes through to the various bearing and gear arrangements. the the latter are usually within closed sumps in such a way that the oil is collected at the bottom of each sump and then fed to the main reservoir by cleaning devices and then the lubricant is again in a continuous cycle back to the bearings or gear assemblies pumped. It is obviously of great importance that the movable bearings or gear assemblies are continuously lubricated to prevent premature failure by seizing the relatively moving parts. The different components of the main lubrication supply system are generally located outside of the turbine casing due to their size, where the same ai: damage is easily accessible, e.g. in the case of a Gas turbine of a military aircraft, where the exposed components of the main lubrication supply system by enemy Are vulnerable to fire. In the event of a tear or puncture Oil lines or components in the main lubrication supply Obviously, the oil pressure and oil flow are increasing the individual bearings or gear assemblies quickly interrupted
wird, und der fortgesetzte Betrieb der Gasturbine wird schnell zu einem Fressen der Lagerund/oder Getriebeanordnungen führen, wodurch die Turbine v-rsagt.becomes, and the continued operation of the gas turbine becomes fast lead to seizure of the bearing and / or gear assemblies, whereby the turbine says.
Um ein sicheres Arbeiten der Gasturbine und des Flugzeuges über eine begrenzte Zeitspanne nach Reißen oder Durchlöchern eines Bestandteiles in dem Hauptschmier-Zuführujngssystem zu erreichen, ist bisher ein Notöl-Vorratsbehälter vorgeschlagen worden, der Schmiermittel an ein geschmiertes Teil über eine begrenzte Zeitspanne hin nach Versagen des Hauptschmier-Zuführungssystems abgibt. Das Vorsehen eines Notöl-Vorratsbehälters ist von kritischer Wichtigkeit insbesondere bei militärischen Flugzeugen, die unter Kampfbedingungen arbeiten, und <?s ist allgemein vorgeschlagen worden, daß eine Mehrzahl von Notöl-Vorratsbehältern strategisch geteilt in der gesamten Gasturbine benachbart zu d?»n Lagern und Getriebeanordnungen vorgesehen wird. Allgemein wird jeder Notöl-Vorratsbehälter ausgehend von dem Hauptcl-Zuführungssystem gefüllt und kann entweder eire durch Schwerkrafteinwirkung wirkende ölzuführung oder eine Druckluftanordnung für das Zuführen eines ölstroms zu den Lagern aufweisen, wobei die Zuführung des Öls aus jedem IJotvorratsbehälter allgemein während des normalen Betriebes durch eine Reihe Absperrventile unterbrochen ist. In dem Fall eines Verlustes des Öldrucks oder der ölzuführung ist eine manuelle oder automatische Betätigung der Absperrventile erforderlich, um das Notöl zuzuführen. Der Nachteil eines derartigen Not-Zuführungssystems besteht darin, daß das Verschließen der Notöl-Vorratsbshälter während eines normalen Turbinenbetri-sbs zu einer ölstagnierung führt, die allmählich einen Wärmeabbau des Öls bedingt, und die lediglich durch Schwerkrafteinwirkung arbeitenden Zuführungs systeme d«r meisten herkömmlichen Notöl-Zuführungssysteme können gegebenenfalls nicht zur Ausbildung eines ausreichenden Stroms für ein ausreichendes Schmieren der in Berührung stehenden Oberflächen der geschmierten Teile führen, bedingt auch nicht die Zuführung eines kühlenden Luftflusses zu den geschmierten Teilen.To ensure that the gas turbine and the aircraft work safely a limited amount of time after a component has been torn or punctured in the main lubrication supply system So far, an emergency oil reservoir has been proposed, the lubricant to a lubricated part for a limited period of time after failure of the main lubrication delivery system. That Providing an emergency oil reservoir is critically important especially with military aircraft operating in combat conditions work, and <? s has generally been suggested that a plurality of emergency oil storage tanks strategically divided into the entire gas turbine adjacent to the bearings and gear assemblies is provided. In general, every emergency oil storage container starting from the main CL supply system and can either an oil supply acting through the action of gravity or a Compressed air arrangement for supplying a flow of oil to the bearings, the supply of oil from each IJot reservoir is generally interrupted by a series of shut-off valves during normal operation. In the event of a loss of oil pressure or the oil supply is manual or automatic actuation the shut-off valves are required to supply the emergency oil. The disadvantage of such an emergency delivery system is that the closing of the emergency oil reservoir during a normal Turbine operation leads to oil stagnation, which gradually leads to a Heat degradation of the oil caused, and only by the action of gravity working feed systems of most conventional ones Emergency oil supply systems may not be able to be used for training lead a sufficient current for a sufficient lubrication of the contacting surfaces of the lubricated parts, conditionally nor the supply of a cooling air flow to the lubricated parts.
Es ist weiterhin bekannt geworden, ein Itotschmier-Zuführungssystem vorzusehen, das einen ölvorratsbehälter praktisch benachbart zu dem geschmierten Teil aufweist, wobei sich Leitungen von dem Notvorratsbehälter aus erstrecken, der einen Auslaß benachbart zu dem zu schmierenden Lager aufweist. Es wird kontinuierlich Druckluft über den Auslaß des Notvorratsbehälters geführt zwecks Ausbilden einer Saugbildung in demselben zwecks Herausziehen des Schmiermittel.? durch die Leitung sowohl während eines normalen Betriebes als auch während des Notbetriebes, wenn die Hauptölquelle außer Funktion gesetzt ist. Bei diesem Notschmier-Zuführungssystem wird somit das Schmiermittel in dem Notvorratsbehälter kontinuierlich während eines normalen Betriebes der Flugzeugturbine entleert.It has also become known, an Itot lubricant delivery system to provide having an oil reservoir practically adjacent to the lubricated part, with lines extending from the Emergency reservoir extending from having an outlet adjacent to the bearing to be lubricated. It is continuously compressed air passed through the outlet of the emergency storage container for the purpose of forming a suction in the same for the purpose of drawing out the lubricant. through the line both during normal operation and during emergency operation when the main oil source is out of order is. In this emergency lubrication supply system, the lubricant in the emergency reservoir is thus continuously during a normal operation of the aircraft turbine emptied.
Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, ein neuartiges und verbessertes Notö1-Zufuhrujngssystem zu schaffen, durch das während einar begrenzten Zeitspanne nach dem Versagen des Hauptschmiermittel-Zuführu-ngssystem ein unter Druck stehender Sprühstrahl aus Schmiermittelnebel dem Lager in Form kleiner Tröpfchen mit einheitlicher ölverteilung auf dem Lager zugeführt wird zwecks Verhindern eines Fressens der relativ beweglichen Teile, wodurch ein katastrophales Ausfallen der Turbine verhindert wird.An object on which the invention is based is thus to create a novel and improved emergency feed system, by being pressurized for a limited period of time after the failure of the main lubricant supply system Spray jet of lubricant mist is supplied to the bearing in the form of small droplets with uniform oil distribution on the bearing to prevent seizure of the relatively moving parts, thereby preventing catastrophic failure of the turbine.
Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Notöl-Zuführungssystem zu schaffen, bei dem das öl aus einem Notöl-Vorratsbehälter angesaugt und unter hohem Druck versprüht wird, um so extrem kleine öltröpfchen zu bilden, die einheitlich über dem Lager verteilt werden, wodurch die Zeitspanne verlängert wird innerhalb derer das Notöl-System funktionsfähig ist.Another object of the invention is to to create an emergency oil supply system, in which the oil from a Emergency oil reservoir sucked in and sprayed under high pressure so as to form extremely small oil droplets that are uniformly distributed over the bearing, thereby extending the period of time becomes within which the emergency oil system is functional.
Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Doppelzweckdüse in einem Notöl-Zuführungssystem zu schaffen, die nach einem Versagen des Hauptschmier-Zuführungssystems voll funktionsfähig bleibt unter Beaufschlagen eines zerstäubten Sprühstrahls, wobei ein einheitlicher Schmiermittelfluß während normaler Arbeitsbedingungen ausgebildet wird, sowie die Düse ebenfalls ansaugend wirkt unter Herausziehen des Strömungsmittels aus dem Notzuführungs-Vorratsbehälter.Another object of the invention is to To provide a dual purpose nozzle in an emergency oil delivery system that will become full after a main lube delivery system failure remains functional when an atomized spray jet is applied, a uniform flow of lubricant is established during normal working conditions, as is the nozzle acts suction by pulling the fluid out of the Emergency supply reservoir.
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Srf indungsgemäß wird ein Notöl/Nebelsystem in dem Hauptschmier system ßiner Flugzeugturbine geschaffen, das einen Hüfsvorratsbehälter aufweist, der in Arbeitsverbindung in den Leitungen vorliegt, die sich zwischen der Hauptquelle des unter Druck stehenden Schmiermittels und der Düsa erstrecken zwecks Beaufschlagen von öl auf ein Lager oder Getriebeanordnung. Die Düse ist in der Lage entweder einen ölstrort auf das Lager zu richten, wenn das Hauptschmiersyfetem voll funktionsfähig ist oder einen Nebel aus Schmiermittel bestehend aus dem aus dem Notvorratsbehälter angesaugten Schmiermittel und Hochdruckluft zu beaufschlagen, wenn das Hauptzufuhrungssystem versagt hat. Ein der Steuerung dienendes Kolbenventil verbindet den Notvorratsbehälter mit einem Auslaß zur Außenluft und verbindet weiterhin eine Druckluftquelle mit der Luftansaugdüse. Bei Versagen des Ilauptschmiersystems wird das Steuerventil dergestalt betätigt, daß unter Druck stehende Luft der Düse zugeführt wird, die durch Luftansaugen öl abzieht, das in dem Tlotvorratsbshälter verbleibt. Das Ventil verbindet weiterhin den Notvorratsbehälter mit dem Ablaß zur Außenluft, wodurch sich eine- wirksame Steuerung der ölmenge ergibt, die aus dem Notvorratsbehälter angesaugt wird. Aufgrund dieser Anordnung führt das Notöl/Nebelschmiersystem zu einem mit ultraschall erfolgenden Auftreffen der oltröpfchen nach Verlassen der Düse, wodurch extrem kleine Tröpfchen mit einheitlicher 81-verteilung auf dem Lager oder Getriebeanordnung ausgebildet werden. Das Betätigen des Steuerventils kann durch ein Druckausgleich-Kolbenventil oder Magnetspulenventile erfolgen, die durch einen niedrigen Öldruck in dem Hauptzuführungssystem oder durch übermäßige Temperaturen des Lagers oder der Getriebeanordnung ausgelöst werden. Die Düse ist somit so vorgesehen, daß dieselbe zu einem normalen Schmiermittelfluß führt, eine Ansaugwirkung und eine Zerstäuberwirkung besitzt.According to an emergency oil / mist system in the main lubrication system ßiner aircraft turbine created that has an auxiliary reservoir which is in working connection in the lines, which is between the main source of the pressurized lubricant and the nozzle extend for the purpose of applying oil to a Bearing or gear arrangement. The nozzle is able to direct an oil streak onto the bearing when the main lubrication system is fully functional or a mist of lubricant consisting of the lubricant sucked in from the emergency reservoir and To apply high pressure air when the main supply system fails Has. A piston valve serving for control connects and connects the emergency reservoir with an outlet to the outside air furthermore a source of compressed air with the air intake nozzle. In case of failure of the main lubrication system, the control valve is operated in such a way that pressurized air is supplied to the nozzle, which draws off oil by air suction, which remains in the Tlotvorratsbshälters. The valve also connects the emergency reservoir with the outlet to the outside air, which enables effective control of the oil quantity results, which is sucked from the emergency reservoir. Because of this arrangement, the emergency oil / mist lubrication system leads to a ultrasound impingement of the oil droplets after leaving the nozzle, creating extremely small droplets with a uniform 81 distribution be formed on the bearing or gear assembly. The control valve can be actuated by means of a pressure compensation piston valve or solenoid valves caused by low or excessive oil pressure in the main supply system Temperatures of the bearing or the gear assembly are triggered. The nozzle is thus provided so that the same to normal flow of lubricant, has a suction effect and an atomizing effect.
Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Sin embodiment of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine schematised Ansicht des erfindungsgemäßen Notöl/Nebelschmiersystems, wenn das Hauptschmiersystem voll funktionsfähig ist.1 shows a schematic view of the emergency oil / mist lubrication system according to the invention, when the main lubrication system is fully functional is.
Pig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Steuerventils, wenn das Hauptschmiersystem voll funktionsfähig ist, wie nach Figur 1;Pig. 2 a schematic representation of the control valve according to the invention, when the main lubrication system is fully functional, as in Figure 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Notöl/ Nebelschmiersystems,wenn das Hauptzuführungssystem außer Funktion ist und das Notschmier-Zuführungss^stem voll funktionsfähig ist;3 shows a schematic representation of the emergency oil according to the invention / Mist lubrication system when the main supply system is out of order and the emergency lubrication supply system is fully functional;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Steuersystems während der Zeitspanne, bei der das Notschmier-Zuführungssystem funktionsfähig ist, wie in Figur 3 gezeigt; 4 shows a schematic representation of the control system according to the invention during the period when the emergency lubrication supply system is operational, as shown in Figure 3;
Fig. 5 eine schematische Darstellung im Schnitt der erfindungsgemäßen Düse.Fig. 5 is a schematic representation in section of the invention Jet.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ist dort das erfindungsgemäße Schmier-Zuführungssystem durch das Bezugszeichen 10 wiedergegeben und arbeitet dergestalt, daß Schmiermittel einem Lager 12 zugeführt wird, das die umlaufende Welle 14 z.B. einer Gasturbine eines Flugzeuges trägt. Das Lager 12 kann in einem Raum, nicht gezeigt, eingeschlsosen sein, der eine ölabzugsleitung für das Umlaufen des Schmiermittels aufweist, das dem Lager 12 und sodann dem Hauptvorratsbehälter, nicht gezeigt, des Schmier-Zuführungssystems 10 zugeführt wird. Wenn auch das erfindungsgemäße Schmier-Zuführungssystem anhand eines Turbinenlagers erläutert wird, versteht es sich, daß der Erfindungsgegenstand allgemein Anwendung finden kann bei einem beliebigen Motorenteil, das eine Schmierung erfordert.Referring to Figures 1 and 2, there is that of the present invention The lubrication delivery system is represented by the reference numeral 10 and operates to supply lubricant to a bearing 12 which supports the rotating shaft 14 of, for example, a gas turbine of an airplane. The bearing 12 can be enclosed in a space, not shown, which has an oil drainage line for the Has circulating the lubricant that the bearing 12 and then the main reservoir, not shown, of the lubricant delivery system 10 is fed. Even if the lubrication supply system according to the invention is explained with reference to a turbine bearing, it goes without saying that the subject matter of the invention has general application can be found on any engine part that requires lubrication.
Das Schmier-Zuführungssystem 10 weist eine Hauptquelle der unter Druck stehenden Flüssigkeit, wie ein Hauptzuführungs-Vorratsbehälter, nicht gezeigt, und eine geeignete Pumpenanordnung, nicht gezeigt, auf, die in der Figur 1 als "ölfluß" zu der Leitung 20 wiedergegeben sind, die sich zu einer Luftansaugdüse 22 erstreckt. Die letztere befindet sich benachbart zu dem Lager 12 und bildet einen zu dem Lagex 22 führenden ölstrom 26 aus. Die Luftansaugüse 22 besitzt allgemein röhrenförmigen Aufbau und weist zwei längliche Kanäle 28,30 auf, die sich zu einem vergrößerten Auslaß 32 hin erstrecken. Die Leitung 20 ist mit dem Kanal 28 verbunden, und während eines normalen Betriebs des Schmier-Zuführungssystems 10 wird unter Druck stehendes öl durch die Leitung 20, durch den Kanal 28 der Düse 22 und auf das Lager 12 geführt.The lubrication delivery system 10 includes a primary source of pressurized fluid such as a main supply reservoir , not shown, and a suitable pump arrangement, not shown, shown in Figure 1 as "oil flow" to conduit 20, which extends to an air intake nozzle 22. The latter is located adjacent to the bearing 12 and forms an oil flow 26 leading to the layer 22. The air intake nozzle 22 is generally tubular in construction and has two elongated channels 28, 30 which extend to an enlarged outlet 32. Line 20 is connected to channel 28 and, during normal operation of lube delivery system 10, pressurized oil is fed through line 20, through channel 28 of nozzle 22, and onto bearing 12.
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Das erfindungsgemäße Notöl/Nebelschmiersystem liegt als ein Teil des Schmierzuführungssystems 10 vor und weist einen Notöl/Vorratsbehälter 40 auf, der in Serie in der Leitung 20 angeordnet ist. Während eines normalen Betriebes äe-.s Systems 10 wird durch die Leitung 20 geführtes und unter Druck stehendes Schmiermittel ebenfalls durch den Notöl/Vorratsbehälter 40 und sodann zu dem Kanal 28 der Luftansaugdüse 22 geführt und anschließend als ein Strom 26 auf das Lager 12 gesprüht. Das in dem Notöl/Vorratsbehälter vorliegende Schmiermittel wird somit beständig ergänzt und entleert, wodurch ein Stillstand des Schmiermittels in dem Vorratsbehälters 40 bedingt durch die in der Turbine entwickelte Wärme ausgeschlossen wird. Vorzugsweise ist der Vorratsbehälter 40 benachbart zu dem Lager 12 angeordnet und weist eine derartige Größe auf, daß derselbe eine Hänge von etwa 100 cm öl aufnimmt, wodurch der Vorratsbehälter 40 ausreichend klein ist, um leicht innerhalb des Turbinengehäuses angeordnet zu werden. Das erfindungsgemäße Notöl/Nebelschmiersystem weist ebenfalls eine Notsteuerungs-Ventilanordnung 50, siehe die Figuren 1 und 2, auf, wobei es sich um ein Kolbenventil handeln kann. Das Kolbenventil 50 kann DruckauKgleich-Kolbenventil sein und weist ein äußeres zylinderförmiges Gehäuse 52 auf, in dem der Kolben 54 gleitbar beweglich ist. Ein Ende 56 des zylinderförmigen Gehäuses 52 weist eine öffnung 58 auf, die über die Leitung 21 mit der Quelle des unter Druck stehenden Öls des Hauptzuführungs-Vorratsbehälters in Verbindung steht. Die öffnung 58 führt in die innere Kammer des Zylinders und liegt gegen das linke Ende 60 des Kolbens 54 an. Das gegenüberliegende Ende des Kolbens 54 weist eine Verlängerung 62 mit einer einzigen durchgehenden öffnung 64 auf. Das zylinderförmige Teil 52 des Kolbenventils weist zwei Kanäle 70 und 72 sowie eine öffnung 53 auf, die den Kanal 70 mit der Kammer an dem rechten Ende des Kolbens 54 verbindet. The emergency oil / mist lubrication system according to the invention is present as a part of the lubrication supply system 10 and has an emergency oil / reservoir 40 which is arranged in series in the line 20. During normal operation AEE-.s system 10 is run through the line 20 and pressurized lubricant out and also by the Notöl / reservoir 40 and then to the channel 28 of the air suction nozzle 22 and then as stream 26 is sprayed onto the bearing 12th The lubricant present in the emergency oil / storage container is thus constantly replenished and emptied, whereby a standstill of the lubricant in the storage container 40 due to the heat developed in the turbine is excluded. Preferably, the reservoir 40 is disposed adjacent the bearing 12 and is sized to hold an approximately 100 cm slope of oil, whereby the reservoir 40 is sufficiently small to be easily disposed within the turbine housing. The emergency oil / mist lubrication system according to the invention also has an emergency control valve arrangement 50, see FIGS. 1 and 2, which can be a piston valve. The piston valve 50 can be a pressure-equalizing piston valve and has an outer cylindrical housing 52 in which the piston 54 is slidably movable. One end 56 of the cylindrical housing 52 has an opening 58 which communicates via line 21 with the source of the pressurized oil of the main supply reservoir. The opening 58 leads into the inner chamber of the cylinder and rests against the left end 60 of the piston 54. The opposite end of the piston 54 has an extension 62 with a single through opening 64. The cylindrical part 52 of the piston valve has two channels 70 and 72 as well as an opening 53 which connects the channel 70 with the chamber at the right end of the piston 54.
Während des normalen Betriebs des Schmiersystems 10 drückt der ölfluß ausgehend von der Hauptquelle gegen das Ende 60 des Kolbens dergestalt, daß der Kolben sich in der in der Figur 2 gezeigten Lage befindet, sowie die KolbenVerlängerung 62 wirksam die Kanäle 70 und 72 verschließt. Zu diesem Zeitpunkt ist die auf das Ende des Kolbens 54 beaufschlagte Kraft des unter Druck steendenöls größer als die Kraft der auf das rechte Ende des Kolbens 54 durchDuring normal operation of the lubrication system 10, the flow of oil is pushing starting from the main source towards the end 60 of the piston in such a way that the piston is in the position shown in FIG Is located, as well as the piston extension 62 effectively the channels 70 and 72 locks. At this point, the force applied to the end of the piston 54 is the pressurized oil greater than the force on the right end of the piston 54 through
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die Öffnung 53 beaufschlagten Druckluft. Das ober«» Ende 7OA des Kanals 70 ist mit einer Druckluftquelle über die Zuführungsleitung 84 verbunden und das untere Ende 703 des Kanals 70 ist über eine Leitung 86 mit dem länglichen Kanal 30 in der Luftansaugdüse 22 verbunden. Das obere Teil 72A des Kanals 72 ist über eine Leitung 80 mit der Außenluft verbunden und das untere Teil 72B ist über ein·=1 Leitung 82 mit dem Notöl-Vorratsbehälter 40 verbunden.the opening 53 acted upon by compressed air. The upper "" end 70A of the channel 70 is connected to a source of compressed air via the supply line 84 and the lower end 703 of the channel 70 is connected to the elongated channel 30 in the air suction nozzle 22 via a line 86. The upper part 72A of the channel 72 is connected to the outside air via a line 80 and the lower part 72B is connected to the emergency oil reservoir 40 via a · = 1 line 82.
Wie. weiter oben angegeben, ist während des normalen Betriebes des Hauptschmierungs-Zuführungssystems 10 die Verlängerung 62 des Kolbens 54 in der in der Figur 2 gezeigten Lage angeordnet, so daß die Kanäle 70 und 72 blockiert sind, wodurch verhindert wird, daß der Notöl-Vorratsbehälter über die Leitungen 80 und 82 mit der Außenluft in Verbindung steht, und es wird weiterhin verhindert, daß die Druckluft aus der Leitung 84 zu der Luftansaugdüse 22 geführt wird.As. above, during normal operation of the Main lubrication supply system 10, the extension 62 of the piston 54 is arranged in the position shown in Figure 2, so that the channels 70 and 72 are blocked, whereby it is prevented that the emergency oil reservoir via the lines 80 and 82 with the Outside air is in communication, and it is further prevented that the compressed air from the line 84 to the air intake nozzle 22 is carried out will.
In einem Notfall wie einem Durchlöchern oder Reißen des Hauptölvorratsbehälters oder der Pumpenanordnung für das Unterdrucksetzen des Schmiermittels wird der Druck und der Schmiermittelfluß in der Leitung 22 schnell abfallen. Die Möglichkeit eines Reißens oder Durchlöcherns irgendeines Teils des Hauptöl-Zuführungssystems ist eine besondere Sorge bei Militärflugzeugen, die im Einsatz sind, wo Ölzuführungstfr-ile, die allgemein außerhalb df=s Motorengehäuses angeordnet sind, durch feindlichen Beschüß verletzlich sind. Ohm=·· Schmierung wird diemit hoher Geschwindigkeit umlaufende Welle 14 schnell fressen oder das Lager 12 wird beschädigt, wodurch sich möglicherwiese ein kastastrophales Versagen des Motors ergibt. Das erfindungsgemäße Notöl/Nebelzuführungssystem ist dazu vorgesehen über eine begrenzte Zeitspanne hin einen Ultraschall-Sprühstrahl eines Hochdruck-Schmiermittels dem Lager 12 zuzuführen, sowie Hochdruckluft auszubilden, die rine begrenzte Zeitspanne während des Versagens des Schmiermittelsprühstrahls ausgebildet wird.In an emergency such as puncturing or tearing the main oil reservoir or the pump arrangement for pressurizing the lubricant, the pressure and the lubricant flow in the Line 22 fall off quickly. There is a possibility of tearing or puncturing any part of the main oil supply system a particular concern with military aircraft in service, where oil supply fr-ile, which are generally outside df = s engine housing are arranged to be vulnerable to enemy fire. Ohm = ·· The shaft 14 rotating at high speed is used for lubrication seize quickly or damage the bearing 12, possibly resulting in catastrophic engine failure. The emergency oil / mist supply system according to the invention is provided for an ultrasonic spray jet over a limited period of time to supply a high-pressure lubricant to the bearing 12, as well as generating high pressure air, the limited amount of time is formed during failure of the lubricant spray.
32010033201003
Während eines Kotfalls nimmt der Schmiermittelfluß zu der Öffnung 58 des Ventils 50 schnell ab, wodurch d^r Druckausgleichskolben 54 nach links bewegt werden kann, und zwar in die in d^r Figur 4 gezeigte Lag*=·, bedingt durch den durch di^öffnung 53 erfolgenden Druckfluß. Wahlweise kann die Betätigung des Kolbenventils 50 durch eine Magnetspule erfolgen, die durch den schnellen Druckabfall in der Hauptöl-Zuführung gesteuert wird oder es kann ein Temperaturfühler benachbart zu dem Lager 12 vorgesehen sein, und kann ein Triggersignal an ein durch Magnetspule betätigtes Ventil abgeben zwecks überführen des Kolbens 54 in die in der Figur 4 gezeigte Lage. Zu einem derartigen Zeitpunkt, siehe die- Figuren 3 und 4 ist das Notöl/Nebelschmiersystem funktionsfähig, und die Kanäle 70 und 72 werden geöffnet, wobei die Öffnung 64 mit dem Kanal 70 ausgerichtetist. Zu diesem Zeitpunkt steht der Notöl-Vorratsbehäler 40 mit der Außenluft über die Leitungen 82 und 80 in Verbindung, die sich durch den Kanal 72 erstrecken. Weiterhin ergibt sich ein Druckluftfluß durch die Leitung 84, durch den Kanal 70 zu der Öffnung 53 und ebenfalls zu der Leitung 86, die sich zu dem Kanal 30 in der Luftansaugdüse 22 erstreckt. Der durch den Kanal 33 hindurchgehende Kochdruck-Luftfluß verläuft in den vergrößerten Auslaß 32, wodurch in der Düse 22 ein Teilvakuum für das Ansaugen von Schmiermittel aus dem Notöl-Vorratsbehälter 40 durch die Leitung 20 und den Kanal 28 ausgebildet wird. Die Tatsache, daß eier Notöl-Vorratsbehälter 40 ro it der Außenluft in Verbindung steht, stellt sicher, daß das Abziehen des Notöls aus dem Vorratsbehälter 40 mit einer gesteuerten Geschwindigkeit erfolgt, um so die Notschmierung des Lagers 12 über eine ausreichende Zeitspanne hin zu verlängern, so daß der Pilot des Flugzeuges in die Lage versetzt wird, notwendige Notmanöver auszuführen. Das Gemisch aus Druckluft und aus dem Vorratsbehälter 40 angesaugten öl führt zu einem feinen Nebel kleiner öltröpfchen 90, siehe die Figur 3, die dem Lager 12 zugeführt werden. Der Notschmiernebel 90 fließt kontinuierlich weiter und trifft auf die miteinander in Berührung stehenden Lageroberflächln 12 mit einer geringen abgemessenen Geschwindigkeit bis der Vorratsbehälter 40 geleert ist. Bei einem Notöl-Vorratsbehälter 40 mit einem Fassungsvermögen von etwa 100 cm öl wir dgeschätzt, daß das Notöl-Nebelsystem in der Lage sein wird, etwa eine, halbe Stunde lang zu arbeiten. Innerhalb dieser Zeitspanne wird der unter hohem DruckDuring a feces, the flow of lubricant increases to the port 58 of the valve 50 quickly, whereby the pressure compensation piston 54 can be moved to the left, namely in the one shown in d ^ r Figure 4 Lag * = ·, due to the opening 53 taking place Pressure flow. Optionally, the actuation of the piston valve 50 can be done by a solenoid, which is caused by the rapid pressure drop in the main oil supply is controlled or there can be a temperature sensor may be provided adjacent to the bearing 12, and a Deliver the trigger signal to a valve operated by a solenoid for the purpose of transferring the piston 54 to that shown in FIG Location. At such a point in time, see Figures 3 and 4 the emergency oil / mist lubrication system is functional, and channels 70 and 72 are opened with opening 64 aligned with channel 70. At this point in time, the emergency oil storage container 40 is at a standstill the outside air via conduits 82 and 80 which extend through duct 72. Furthermore, there is a flow of compressed air through line 84, through channel 70 to opening 53 and also to line 86 which leads to channel 30 in the air intake nozzle 22 extends. The pressure air flow passing through the channel 33 extends into the enlarged outlet 32, whereby in the nozzle 22 a partial vacuum for sucking in lubricant from the emergency oil reservoir 40 through the line 20 and the channel 28 is formed. The fact that there was an emergency oil reservoir 40 ro it the outside air is in communication, ensures that the withdrawal of the emergency oil from the reservoir 40 with a controlled Speed takes place, so as to the emergency lubrication of the bearing 12 to be extended over a sufficient period of time so that the pilot of the aircraft is able to carry out necessary emergency maneuvers to execute. The mixture of compressed air and oil sucked in from the reservoir 40 leads to a fine mist of small oil droplets 90, see FIG. 3, which are fed to the store 12. The emergency lubrication mist 90 continues to flow and hits the bearing surfaces 12 in contact with one another with a low measured speed until the storage container 40 is emptied. In the case of an emergency oil reservoir 40 with a capacity from about 100 cm of oil it is estimated that the emergency oil mist system will be able to work for about an hour or a half. Within this period of time, the will be under high pressure
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stehende Nebel 90 auf das Lager 12 beaufschlagt und führt zu einer ausreichenden Schmierung für das Arbeiten des Lagers 12. Weiterhin wirkt die Druckluft dahingehend, daß die Kühlung des Lagers unterstützt wird.standing fog 90 applied to the bearing 12 and leads to a Adequate lubrication for the bearing to work. 12. Continue the compressed air acts to the effect that the cooling of the bearing is supported.
Die ZerstäuberdüseThe atomizer nozzle
Ein wichtiges Teil des erfindungsgemäßen Systems ist die Zerstäuberdüse 22. Diese Düse 22 dient einem doppelten Zweck. Dieselbe muß unter normalen Arbeitsbedingungen einen einheitlichen ölstrora 26 liefern und die Funktion eines Strahlmischers aufweisen unter Hindurchziehen von öl durch die Leitung 20 unter Notbedingungen der Hauptölzuführung 10.An important part of the system according to the invention is the atomizing nozzle 22. This nozzle 22 serves a dual purpose. Under normal working conditions it must have a uniform oil flow supply and have the function of a jet mixer by drawing oil through the line 20 under emergency conditions the main oil supply 10.
Um die Anwendung der Notölzuführung zu maximieren, wurde gefunden, daß es erforderlich ist, das öl auf das Lager 12 in Form eines Nebels zu beaufschlagen. Herkömmliche ScherZerstäuberdüsen erzeugen einen Nebel, der stark unterschiedliche Tröpfchengröße aufweist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit eines Ausfallens von Tropfen, wodurch eine gründliche Beaufschlagung des Schmiermittels behindert wird.In order to maximize the application of the emergency oil supply, it was found that it is necessary to apply the oil to the bearing 12 in the form of a mist to apply. Generate conventional shear atomizer nozzles a mist that has very different droplet sizes. This results in the possibility of drops falling out, thereby hindering a thorough application of the lubricant will.
Es wurde gefunden, daß durch Einführen eines Luftstroms hoher Geschwindigkeit in eine Expansionskammer ein Gebiet niedrigen Drucks erzeugt wird, das den Eingang des Luftflusses umgibt. Es wurde sodann die. Düse 22 konstruiert, die einen Luftkanal 30 und ein en Schmiermittelkanal 28 aufweist, die mit der offenendigen Expansionskammer 32 in Verbindung stehen. Der Kanal 30 weist eine Länge 30 L und einen Durchmesser 30D auf. Die Expansionskammer 32 v/^ist eine Länge 32L und einen Durchmesser 32D auf. Durch Verändern der relativen Größe des Kanals 30 und der Kammer 32 wurde gefunden, daß eine geeignete Strahlmischerwirkung erzeugt werden kann, wenn der Kanal 30 so vorgesehen ist, daß ein in die Kammer 32 eintretender Luftstrom hoher Geschwindigkeit erzeugt wird. Dieser Luftstrom erzeugt ein Gebiet 100 niedrigen Drucks, wodurch das Schmiermittel durch die Leitung 20 zu dem Kanal 28 gezogen wird.Die größer der Kanal 32 ist so gewählt, daß die Bildung einer Fläche 100 niedrigen Drucks ermöglicht wird unter gleichzeitiger Möglichkeit der Expansion des Luftstroms in einen turbulenten Fluß.It has been found that by introducing a high velocity air stream a low pressure area is created in an expansion chamber surrounding the inlet of the airflow. It was then the. Nozzle 22 is constructed which has an air passage 30 and a lubricant passage 28 that connects to the open ended expansion chamber 32 related. The channel 30 has a length 30L and a diameter 30D. The expansion chamber is 32 v / ^ a length 32L and a diameter 32D. By changing the relative size of channel 30 and chamber 32, it was found that a suitable jet mixing effect can be produced if the channel 30 is provided so that one entering the chamber 32 High speed airflow is generated. This air flow creates an area 100 of low pressure, creating the lubricant is drawn through the line 20 to the channel 28. The larger channel 32 is chosen so that the formation of an area 100 low Pressure is made possible with the simultaneous possibility of expansion of the air flow into a turbulent flow.
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Da der Auslaß 101 des Kanals 28 in dem Gebiet niedrigen Drucks liegt, wird das Schmiermittel in die Expansionskammer 32 gezogen. Sobald das Schmiermittel in den turbulenten Luftstrom eintritt, wird dasselbe in einen feieen Nebel zerstäubt. Durch Einstellen der Länge und des Durchmessers des Kanals 30 und der Kammer 32 kann der Wirkungsgrad des Strahlmischers und der Zerstäuber bestmöglich gestaltet werden. Nachfolgend sind verschiedene Beispiele der relativen Größe dieser Parameter und des sich in der Fläche-100 ergebenden Vakuums angegeben:Since the outlet 101 of the channel 28 is in the low pressure area, the lubricant is drawn into the expansion chamber 32. As soon as the lubricant enters the turbulent air stream, it is atomized into a fine mist. By setting the length and diameter of the channel 30 and the chamber 32 can optimize the efficiency of the jet mixer and the atomizer be designed. Below are various examples of the relative size of these parameters and of the area-100 resulting vacuum:
3OD 3OL 32D 32L Vakuum3OD 3OL 32D 32L vacuum
Die obigen experimentellen Ergebnisse werden erhalten, indem ein Vakuummeßgerät in der Fläche 100 angeordnet und der Druck in der Düse mit den angegebenen Größen festgestellt wird. Offenichtlich stellt die Düse Nr. 5 ein Beispiel für eine bevorzugte Konfiguration dar.The above experimental results are obtained by placing a vacuum gauge in area 100 and measuring the pressure in the Nozzle with the specified sizes is detected. Obviously, nozzle number 5 provides an example of a preferred configuration represent.
In dieser Weise ergibt sich eine Doppelzweckdüse 22 mit extrem einfachem Aufbau. Wenn in der Leitung 86 keine Hochdruckluft vorliegt, fließt das Schmiermittel in Form eines Flüssigkeitsstroms, der auf die Lager gerichtet werden kann.In this way, a dual purpose nozzle 22 with extremely simple structure. When there is no high pressure air in line 86, the lubricant flows in the form of a stream of liquid, that can be aimed at the camps.
Es wird somit ein verbessertes Notöl-Nebelschmiersystem geschaffen, das als ein einteiliger Bestandteil des Hauptschmiersystems einer Gasturbine ausgebildet ist und dazu dient, als Erzeuger für einen Schmiermittelnebel in dem Fall eines Versagens des Hauptschmiersystems zu dienen. Das erfindungsgemäße Notöl-Nebelschmiersystem kann für Lager oder Getriebeanordnungen einärGasturbine angewandt werden, und der Hilfs- oder Not-Vorratsbehälter besitzt ein ausreichendes Fassungsvermögen, um der Lageranordnung angenähert 30 Minuten lang nach einem Versagen des Hauptschmiersystems eine Schmierung zu vermitteln. Das erfindungsgemäße System führt zu einem Ultraschillauftreffen des Öls, sobald dasselbe die Luftansaugdüse 22 verläßt, wodurch extrem kleine Tröpfchen mit einheit-An improved emergency oil mist lubrication system is thus created, which is designed as an integral part of the main lubrication system of a gas turbine and serves as a generator for a Lubricant mist to serve in the event of failure of the main lubrication system. The emergency oil mist lubrication system according to the invention A gas turbine can be used for bearings or gear assemblies, and the auxiliary or emergency reservoir has a sufficient one Capacity to maintain the bearing assembly for approximately 30 minutes after a main lubrication system failure To convey lubrication. The system according to the invention leads to an ultrasonic impact of the oil as soon as it hits the air intake nozzle 22 leaving extremely small droplets with uniform
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licher Verteilung des Schmiermittels über dem Lager erzeugt werden. Weiterhin wirkt der Fluß der Druckluft zu den Lagern zu einem Kühlen des Lagers unter Notbedingungen. Das Notöl-Nebelzuführungssystem kann durch ein Druckausgleichs-Kolbenventil oder ein geeignetes Magnetspulenventil betätigt werden, das durch einen niedrigen Öldruck in dem Hauptzuführungssystem ausgelöst wird, oder es kann ein Magnetspulenventil angewandt werden, das durch eine geeignete Fühlvorrichtung für das Feststellen übermäßig hoher Lagertemperaturen ausgelöst wird.Licher distribution of the lubricant can be generated over the bearing. Furthermore, the flow of compressed air to the bearings acts to cool the bearing in emergency conditions. The emergency oil mist supply system can be operated by a pressure equalization piston valve or a suitable solenoid valve, which is operated by a low Oil pressure in the main supply system is triggered, or it For example, a solenoid valve may be used which, by appropriate sensing means, can be used to detect excessively high storage temperatures is triggered.
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