PL177835B1 - Pierścieniowy przedział łożyskowy - Google Patents

Abstract

1 Pierscieniowy przedzial lozyskowy maszyny wirowej, która zawiera wal przechodzacy osiowo przez maszyne, przedzial lozy- skowy podpierajacy wal 1 zawierajacy pierscieniowy zespól lozy- skowy wspólosiowy z walem, przy czym ten zespól lozyskowy zawiera wewnetrzna bieznie lozyskowa przytwierdzona obrotowo do walu, zewnetrzna bieznie lozyskowa znajdujaca sie w promie- niowym odstepie zewnetrznie wzgledem tej wewnetrznej biezni lozyskowej oraz liczne rozstawione w obwodowych odstepach waleczki lozyskowe pomiedzy wewnetrzna i zewnetrzna bieznia lozyskowa, a ponadto pierscieniowa obudowe lozyskowa, majaca przedni koniec i tylny koniec, przy czym przedni koniec zawiera zwrócona osiowo sciane przednia, zawierajaca przednia uszczelke, a tylny koniec zawiera zwrócona osiowo sciane tylna, zawierajaca tylna uszczelke, przy czym uszczelki, przednia 1 tylna, sa przystoso- wane do uszczelniania przedniej 1 tylnej sciany obudowy lozysko- wej wokól walu, a ponadto przednia 1 tylna sciana obudowy lozyskowej stanowia uszczelniona pierscieniowa wneke olejowa otaczajaca zespól lozyskowy wokól walu, a lozyska waleczkowe sa umieszczone w obrebie wneki olejowej, znamienny tym, ze ma pierwsza sciane (50, 54) usytuowana w odstepie i szczelnie wokól obudowy lozyska (34) pomiedzy przednim 1 tylnym koncem (68,72) obudowy lozyska (34), formujaca, z obudowa lozyska (34), pierwsza uszczelniona pierscieniowa wneke powietrzna (118,120), otaczajaca wneke olejowa (44) pomiedzy przednim i tylnym kon- cem (68, 72) obudowy lozyska (34) oraz druga sciane (52, 56) majaca przedni koniec (60) i tylny koniec (64), usytuowana w odste- pie od pierwszej sciany (50,54) i uszczelniona przy przednim i tylnym koncu (60, 64) drugiej sciany (52, 56) wokól walu (10) i formujaca druga uszczelniona piersciemowa wneke powietrzna (122,124), ota- czajaca pierwsza, uszczelniona, pierscieniowa wneke powietrzna (118,120) oraz przednia i tylna uszczelki (70,74) obudowy lozy- ska (34) f i g . 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazkujest pierścieniowy przedział łożyskowy maszyny wirowej, stosowany zwłaszcza w turbinach gazowych.

Maszyny wirowe, takie jak turbiny gazowe, zawierają sekcję wentylatora, sekcję kompresora, sekcję spalania i sekcję turbiny. Wał przechodzi osiowo przez maszynę od sekcji wentylatora poprzez sekcję turbiny i obraca ustawione w odstępie stopnie tarcz. Każda tarcza przytrzymuje rozstawione obwodowo łopatki, które wystają promieniowo poprzez tor przepływu gazu. Wał jest podparty za pomocą jednego lub więcej zespołów łożyskowych. Zespoły łożyskowe są przyłączone do pokrywy poprzez obudowę podpierającą łożysko. Obudowa spełnia kilka zadań, a mianowicie podpiera zespoły łożyskowe, tworzy zamknięte otoczenie dla oleju smarowniczego i przytrzymuje zespół łożyskowy, a tym samym przytrzymuje wał w przypadku niewyrównoważenia tarczy wentylatora, lub w jakimkolwiek innym, niespodziewanym przypadku.

Opis GB-A-2152148 ujawnia obudowę łożyskową, którajest otoczona przez dwa przedziały: zewnętrzny uszczelniony przedział dla tworzenia przestrzeni powietrza martwego pomiędzy gorącym powietrzem ze stopnia kompresora wysokiego ciśnienia, a przedziałem pośrednim, który odbiera wysokociśnieniowe powietrze chłodzące i przepuszcza je ponad zewnętrznąpowierzcłmiąobudowy łożyskowej dla chłodzenia, oraz odprowadza sprężone powietrze chłodzące w obrębie przestrzeni w sąsiedztwie uszczelnień obudowy łożyskowej, zapobiegając tym samym przeciekowi gorącego powietrza do obudowy łożyskowej z możliwą konsekwencją w postaci zapalenia się oleju w obudowie.

Jakkolwiek proponowano wiele rozmaitych rozwiązań obudowy łożyska, które stosowano w turbinie gazowej, jednakże pożądane są udoskonalone projekty dla uzyskania optymalnych charakterystyk roboczych dla udoskonalonych maszyn.

Pierścieniowy przedział łożyskowy maszyny wirowej, która zawiera wał przechodzący osiowo przez maszynę, przedział łożyskowy podpierający wał i zawierający pierścieniowy zespół łożyskowy współosiowy z wałem, przy czym ten zespół łożyskowy zawiera wewnętrzną bieżnię łożysko wąprzytwierdzoną obrotowo do wału, zewnętrznąbieżnię łożyskową znajdującą się w promieniowym odstępie zewnętrznie względem tej wewnętrznej bieżni łożyskowej oraz liczne rozstawione w obwodowych odstępach wałeczki łożyskowe pomiędzy wewnętrzną i zewnętrznąbieżniąłożyskową, a ponadto pierścieniowąobudowę łożyskową, maj ącąprzedni koniec i tylny koniec, przy czym przedni koniec zawiera zwróconą osiowo ścianę przednią, zawierającą przedniąuszczelkę, a tylny koniec zawiera zwróconąosiowo ścianę tylną, zawierającątylnąuszczelkę, przy czym uszczelki, przednia i tylna, sąprzystosowane do uszczelniania przedniej i tylnej ściany obudowy łożyskowej wokół wału, a ponadto przednia i tylna ściana obudowy łożyskowej stanowią uszczelnioną pierścieniową wnękę olejową otaczającą zespół łożyskowy

ΠΊ 835 wokół wału, a łożyska wałeczkowe są umieszczone w obrębie wnęki olejowej, według wynalazku wyróżnia się tym, że ma pierwszą ścianę usytuowanąw odstępie i szczelnie wokół obudowy łożyska pomiędzy przednim i tylnym końcem obudowy łożyska, formującą, z obudowąłożyska, pierwszą uszczelnioną pierścieniową wnękę powietrzną, otaczającą wnękę olejową pomiędzy przednim i tylnym końcem obudowy łożyska oraz drugą ścianę, mającą przedni koniec i tylny koniec, usytuowanąw odstępie od pierwszej ściany i uszczelnio nąprzy przednim i tylnym końcu drugiej ściany wokół wału i formującądrugąuszczelnionąpierścieniowąwnękę powietrzną, otaczającą pierwszą, uszczelmoną, pierścieniową wnękę powietrzną oraz przedniąi tylną uszczelki obudowy łożyska.

Pierścieniowy przedział łożyskowy maszyny wirowej, która zawiera wał przechodzący osiowo przez maszynę, przedział łożyskowy podpierający wał i zawierający pierścieniowy zespół łożyskowy współosiowy z wałem, przy czym ten zespół łożyskowy zawiera wewnętrzną bieżnię łożyskowąprzytwierdzonąobrotowo do wału, zewnętrznąbieżnię łożyskowąznajdującą się w promieniowym odstępie zewnętrznie względem tej wewnętrznej bieżni łożyskowej oraz liczne rozstawione w obwodowych odstępach wałeczki łożyskowe pomiędzy wewnętrzna i zewnętrznąbieżniąłożyskową, aponadto pierścieniowąobudowę łożyskową, mającąprzedni koniec i tylny koniec, przy czym przedni koniec zawiera zwróconą osiowo ścianę przednią, zawierającą przedniąuszczelkę, a tylny koniec zawiera zwrócoinąosiowo ścianę tylną, zawierającątylnąuszczelkę, przy czym uszczelki, przednia i tylna, sąprzystosowane do uszczelniania przedniej i tylnej ściany obudowy łożyskowej wokół wału, a ponadto przednia i tylna ściana obudowy łożyskowej stanowią uszczelnioną pierścieniową wnękę olejową otaczającą zespół łożyskowy wokół wału, a łożyska wałeczkowe sąumieszczone w obrębie wnęki olejowej, według wynalazku wyróżnia się tym, że ma przednią pokrywę przytwierdzoną do przedniej ściany obudowy łożyskowej oraz tylną pokrywę przytwierdzoną do tylnej ściany obudowy łożyskowej, przy czym każda z tych pokryw zawiera ustawione w odstępie ściany wewnętrzne i zewnętrzne, przy czym wewnętrzna ściana przedniej pokrywy jest ustawiona w odstępie od przedniej ściany obudowy łożyskowej i jest uszczelniona. Jeden koniec jest uszczelniony wokół przedniej ściany obudowy łożyskowej w sąsiedztwie przedniej uszczelki obudowy łożyskowej, ponad ścianą przednią obudowy łożyskowej z wewnętrzną ścianą przedniej pokrywy i przednią ścianąobudowy łożyskowej, tworzącymi przednią uszczelnioną wnękę powietrzną w sąsiedztwie wnęki olejowej . Wewnętrzna ściana tylnej pokrywy jest usytuowana w odstępie od tylnej ściany obudowy łożyskowej i jest uszczelniona, z jednym końcem uszczelnionym wokół tylnej ściany obudowy łożyskowej w sąsiedztwie tylnej uszczelki obudowy łożyskowej, ponad tylną ścianą obudowy łożyskowej, przy czym wewnętrzna ściana tylnej pokrywy i tylna ściana obudowy łożyskowej stano wiątylną uszczelnioną wnękę powietrznąw sąsiedztwie wnęki olejowej. Wewnętrzna i zewnętrzna ściana przedniej pokrywy stanowią przednią buforowy wnękę powietrzną w sąsiedztwie przedniej uszczelnionej wnęki powietrznej, z zewnętrzną ścianą przedniej pokrywy uszczelnionąwokół wału. Wewnętrzna i zewnętrzna ściana tylnej pokrywy stanowią tylnąbuforową wnękę powietrzną w sąsiedztwie tylnej uszczelnionej wnęki powietrznej, z zewnętrzną ścianą tylnej pokrywy uszczelnioną wokół wału.

Przednia i tylna uszczelniona wnęka powietrza korzystnie są połączone ze sobą przez przechodzące osiowo uszczelnione kanały powietrzne, odchodzące od przedniej pokrywy do tylnej pokrywy i formujące, ze ścianami pokrywowymi, pierścieniową, usytuowaną osiowo, uszczelnioną wnękę powietrzną w sąsiedztwie wnęki olejowej. Buforowe wnęki powietrzne korzystnie są połączone ze sobą przez przechodzące osiowo buforowe kanały powietrzne, odchodzące od przedniej pokrywy do tylnej pokrywy, formujące, ze ścianami pokrywowymi pierścieniową, przechodzącą osiowo buforową wnękę powietrzną w sąsiedztwie uszczelnionej wnęki powietrznej.

Uszczelnione kanały powietrzne korzystnie są ukształtowane eliptycznie i rozmieszczone w obwodowych odstępach w obudowie łożyskowej. Buforowe kanały powietrzne korzystnie też są ukształtowane eliptycznie i rozmieszczone w obwodowych odstępach w obudowie łożyskowej.

177 835

Uszczelnione kanały powietrzne korzystnie są rozmieszczone promieniowo wewnętrznie względem buforowych kanałów powietrznych.

Przewody dla przepływu gazów poprzez przedział łożyskowy korzystnie są utworzone z kanałów, ulokowanych w przedniej i tylnej pokrywach oraz obudowie łożyskowej.

Pierścieniowy przedział łożyskowy maszyny wirowej, która zawiera wał przechodzący osiowo przez maszynę, przedział łożyskowy podpierający wał i zawierający pierścieniowy zespół łożyskowy współosiowy z wałem, przy czym ten zespół łożyskowy zawiera wewnętrzną bieżnię łożysko wąprzytwierdzonąobrotowo do wału, zewnętrznąbieżnię łożyskowąznajdującą się w promieniowym odstępie zewnętrznie względem tej wewnętrznej bieżni łożyskowej oraz liczne rozstawione w obwodowych odstępach wałeczki łożyskowe pomiędzy wewnętrzną i zewnętrznąbieżniąłożyskową a ponadto pierścieniowąobudowę łożyskową, mającąprzedni koniec i tylny koniec, przy czym przedni koniec zawiera zwróconąosiowo ścianę przednią, zawierającą przedniąuszczelkę, a tylny koniec zawiera zwróconą osiowo ścianę tylną, zawieraj ącątylnąuszczelkę, przy czym uszczelki, przednia i tylna, sąprzystosowane do uszczelniania przedniej i tylnej ściany obudowy łożyskowej wokół wału, a ponadto przednia i tylna ściana obudowy łożyskowej stanowią uszczelnioną pierścieniową wnękę olejową otaczającą zespół łożyskowy wokół wału, a łożyska wałeczkowe sąumieszczone w obrębie wnęki olejowej, według wynalazku wyróżnia się tym, że ma przednią pokrywę przytwierdzoną do przedniej ściany obudowy łożyskowej oraz tylną pokrywę przytwierdzoną do tylnej ściany obudowy łożyskowej, przy czym każda z tych pokryw zawiera ustawione w odstępie ściany wewnętrzne i zewnętrzne. Wewnętrzna ściana przedniej pokrywy jest ustawiona w odstępie i w szczelnym kontakcie z przednią ścianą obudowy łożyskowej. Jeden koniec wewnętrznej ściany jest uszczelniony wokół przedniej ściany obudowy łożyskowej w sąsiedztwie przedniej uszczelki obudowy łożyskowej i stanowi przednią uszczelnioną wnękę powietrzną w sąsiedztwie wnęki olejowej, a wewnętrzna ściana tylnej pokrywy, tworząca tylną uszczelnioną wnękę powietrzną w sąsiedztwie wnęki olej owej, jest usytuowana w odstępie i w szczelnym kontakcie z tylną ścianąobudowy łożyskowej, z jednym końcem wewnętrznej ściany uszczelnionym wokół tylnej ściany obudowy łożyskowej w sąsiedztwie tylnej uszczelki obudowy łożyskowej. Przednia i tylna uszczelniona wnęka powietrzna sąpołączone ze sobąprzez rozstawione obwodowo, eliptyczne kanały, przechodzące osiowo od przedniej pokrywy do tylnej pokrywy, formujące pierścieniową, przechodzącą osiowo, uszczelnionąwnękę powietrznąw sąsiedztwie wnęki olejowej, a wewnętrzna i zewnętrzna ściana przedniej pokrywy stanowią przednią buforową wnękę powietrzną w sąsiedztwie przedniej uszczelnionej wnęki powietrznej, z jednym końcem zewnętrznej ściany uszczelnionym wokół wału. Wewnętrzna i zewnętrzna ściana tylnej pokrywy stanowią tylną buforową wnękę powietrzną w sąsiedztwie tylnej uszczelnionej wnęki powietrznej, z jednym końcem zewnętrznej ściany uszczelnionym wokół wału. Buforowe wnęki powietrzne sąpołączone ze sobąprzez eliptyczne kanały, rozstawione w obwodowych odstępach, odchodzące osiowo od przedniej pokrywy do tylnej pokrywy, formujące pierścieniową przechodzącą osiowo, buforową wnękę powietrzną w sąsiedztwie uszczelnionej wnęki powietrznej i otaczającą przednią i tylną uszczelkę obudowy łożyskowej.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok w przekroju przedziału łożyskowego według wynalazku, fig. 2 - przekrój pokazujący obudowę łożyskowąwedług wynalazku, fig. 3 - przekrój pokazujący przedniąpokrywę stosowa nąw przedziale łożyskowym według wynalazku, fig. 4 - przekrój wzdłuż linii 4-4 z fig. 3, natomiast fig. 5 przedstawia przekrój wzdłuż linii 5-5 z fig. 2.

Na figurze 1 pokazano wał 10 przechodzący w kierunku działania przez turbinę gazową, przy czym wał 10 ma oś obrotu 12. Do wału 10 jest obrotowo przyłączona tarcza napędzana 14 i tarcza turbiny 16. Przy zewnętrznym obrzeżu tarczy turbiny 16 znajdują się liczne ustawione w obwodowych odstępach łopatki turbiny 18, które przechodząprzez tor przepływu 19 roboczych mediów gazowych. Tuż przed tarczą 16 turbiny znajduje się stojan 20 turbiny, który jest zbudowany z szeregu rozstawionych obwodowo stacjonarnych łopatek turbinowych 22. Osiowo pomiędzy tarczą napędzaną 14 a tarczą turbiny 16 znajduje się przedział łożyskowy 24. Przedział

ΠΊ 835

Ί łożyskowy 24 jest przyłączony do obudowy silnika w sposób opisany bardziej szczegółowo poniżej i podpiera wał 10 podczasjego obrotu w trakcie pracy silnika. Przedział łożyskowy 24 jest zbudowany z pierścieniowego zespołu łożyskowego 26, który jest współosiowy z wałem 10. Zespół łożyskowy 26 jest zbudowany z wewnętrznej bieżni łożyskowej 28, która jest przytwierdzona obrotowo do wału 10, zewnętrznej bieżni łożyskowej 30 usytuowanej promieniowo zewnętrznie względem wewnętrznej bieżni łożyskowej 28, oraz licznych rozstawionych obwodowo wałeczków łożyskowych 32, ustawionych w odstępach promieniowych pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną bieżnią łożyskową 28, 30.

Obudowa łożyskowa 34 otacza zespół łożyskowy 26. Obudowa łożyskowa 24 zawiera ścianę przednią i odpowiednio tylną 36,38, które współpracują ze sobą tworząc pierścieniowo wnękę olejową44. Zespół łożyskowy 26 jest zbudowany i rozmieszczony tak, że łożyska wałeczkowe 32 sąumieszczone w obrębie wnęki olejowej 44.

Przedział łożyskowy 24 zawiera również przednią pokrywę 46, przytwierdzoną do przedniej ściany 36 obudowy łożyskowej 34 oraz ty Iną pokrywę 48, przytwierdzoną do tylnej ściany 48 obudowy łożyskowej 34. Przednia pokrywa 46 jest zbudowana z rozstawionych osiowo wewnętrznej i zewnętrznej ściany 50 i 52. Podobnie, tylna pokrywa 48 jest zbudowana z rozstawionych osiowo wewnętrznej i zewnętrznej ściany 54 i 56. Przednia i tylna pokrywa 46 i 48 są przyłączone do obudowy łożyskowej 34 za pomocą rozstawionych obwodowo śrub 58 lub podobnych, które przechodzą przez otwory (nie pokazane) w pokrywach 46,48, jak opisano bardziej szczegółowo poniżej.

Jak pokazano na fig. 1 zewnętrzna ściana 52 przedniej pokrywy 46 zawiera przedni koniec 60, który styka się z uszczelnieniem w rodzaju soczewkowatej krawędzi noża 62 na przedniej uszczelnionej bieżni 41. Podobnie, zewnętrzna ściana 56 pełnej pokrywy 48 zawiera tylny koniec 64, który styka się z uszczelnieniem w postaci krawędzi noża typu soczewkowatego 66 na tylnej uszczelnionej bieżni 43. Wewnętrzna ściana 50 przedniej pokrywy 46 styka się z przednim końcem obudowy 68 osłaniającym przednią węglową uszczelkę 70, i podobnie, wewnętrzna ściana 54 tylnej pokrywy 48 styka się z tylnym końcem obudowy 72 osłaniającym tylną uszczelkę węglową74. Każda uszczelka 70,74 spoczywa na odpowiedniej bieżni uszczelniającej 41,43. Pomiędzy przednim końcem obudowy 68 osłaniającym uszczelkę węglową i tylną bieżnią 30 łożyska wałeczkowego znajduje się osiowy ogranicznik, który powoduje umiejscowienie przedniego końca 68 obudowy i bieżni 30 względem siebie.

Obudowa łożyskowa 34 zawiera otwór 76 na olej wchodzący do wnęki olejowej 44, oraz otwór (nie pokazany) na otwór wychodzący z wnęki olejowej 44. Obudowa 34 zawiera również filtr olejowy 78 w sąsiedztwie otworu 76. Filtr olejowy 78 jest umieszczony wewnątrz obudowy 34 za pomocą wsporników 80 lub podobnych tego rodzaju urządzeń. Obudowa 34 zawiera również kanał olejowy 82, który podczas pracy silnika natryskuje olej przy misce olejowej 84. Miska olejowa 84 dostarcza olej do wałeczków łożyskowych 32 za pomocą kanałów 86 w wewnętrznej bieżni łożyskowej 28.

Tarcza napędzana 14 zawiera usytuowany osiowo obszar 88, który opiera się na wale 10. Tarcza 16 turbiny również zawiera usytuowany osiowo obszar 90, któryjest obrotowo przytwierdzony do obszaru 88 wirnika za pomocą wielowpustu 92. Tarcza napędzana 14 jest przytwierdzona osiowo do wału 10 za pomocą nakrętki 94, którajest wkręcona do wału 10. Nakrętka 94 jest zablokowana na wale 10 za pomocą konstrukcji klamrowej-szczelinowej dla uniknięcia rozluźnienia wału podczas pracy silnika.

Na figurze 2 pokazano dodatkowe cechy obudowy łożyskowej 34. Przednia część obudowy 34 zawiera przechodzące promieniowo zewnętrznie ściany 96, które kończą się przy obudowie 98 dyfuzora. Obudowa dyfuzora 98 stanowi całość z obudową łożyskową i zawiera otwory 100 pod śruby lub podobne, które łączą obudowę łożyskową34 i integralną z nią obudowę dyfuzora 98 z pokiywą silnika lub inną konstrukcją podpierającą. Tylna obudowa 34 zawiera cylindryczną część, którajest współosiowa z wałem ijest utworzona przez wystającą osiowo ścianę 102, która kończy się wystającym promieniowo zewnętrznie kołnierzem 104. Jak pokazano również na fig. 1,

177 835 kołnierz 104 zawiera liczne rozstawione obwodowo otwory 105 pod śruby 107 lub podobne środki przyłączające dla przytwierdzania obudowy 34 do stojana 22 turbiny.

Na figurze 3 pokazano przednią pokrywę 46 obudowy łożyskowej 34 bardziej szczegółowo.

Jakkolwiek na fig. 3 pokazano jedynie przednią pokrywę 46, to jednak należy rozumieć, że tylna pokrywa 48 ma budowę podobną. Wewnętrzna i zewnętrzna ściana 50 i 52 są integralne z korpusem 108 pokrywy 46. Korpus 108 zawiera zwrócone ku sobie osiowo powierzchnie 110, 112 i miseczkowatą część 132 pomiędzy nimi. Gdy przednia pokrywa 46 jest zmontowana z obudowąłożyskową 34 jak pokazano na fig. 1, wówczas powierzchnie pokrywowe 110, 112 szczelnie przylegaaądo zwróconej osiowo powierzchni 114 na obudowie 34, podobnie, powierzchnie 113, 115 na tylnej pokrywie 48 szczelnie przylegaajdo odpowiadającej im zwróconej osiowo powierzchni 116 na obudowie 34. Ponadto,jak wskazano powyżej, wewnętrzne ściany 50, 54 pokryw 46, 48, odpowiednio, szczelnie przylegają do końców obudowy 68, 72 osłaniających uszczelki, odpowiednio 70,74. Końce 60,64 pokryw 46,48 przylegaaądo soczewkowatej krawędzi noża 62 oraz krawędzi noża typu soczewkowatego 66 na bieżniach uszczelek 41 i odpowiednio 43. W rezultacie takiej konstrukcji, pomiędzy wewnętrznymi ścianami 50, 54 i obudową łożyskową 34 powstają uszczelnione wnęki powietrzne, zaś pomiędzy ścianami 50,54 i zewnętrznymi ścianami 52, 56 pokryw powstają buforowe wnęki powietrzne.

Jak pokazano dodatkowo na figurach 1,4 i 5, wewnętrzna ściana 50 przedniej pokrywy 46 obudowa łożyskowa 34 współpracują ze sobą, tworząc przedniąuszczelnionąwnękę powietrzną 118, i podobnie, wewnętrzna ściana 54 tylnej pokrywy 48 i obudowa 34 tworzą tylną uszczelnioną wnękę powietrzną 120. Wnęki powietrzne 118 i 120 odchodzą od przedniego boku do tylnego boku przedziału łożyskowego 24, otaczając wnękę olejową 44 w jej sąsiedztwie, i tworzą strefę izolacyjną powietrza martwego w sąsiedztwie wnęki olejowej 44, która minimalizuje oddziaływanie gorących gazów wytwarzanych podczas pracy silnika na temperaturę oleju wewnątrz wnęki olejowej 44.

Wewnętrzne i zewnętrzne ściany 50, 52 przedniej pokrywy 46, oraz wewnętrzne i zewnętrzne ściany 54,56 tylnej pokrywy 48 wspólnie współpracujątworząc buforowe wnęki powietrzne 122 i odpowiednio 124. Przednia buforowa wnęka powietrzna 122 jest utworzona przez zewnętrzną ścianę 52 i jej przedni koniec 60 w kontakcie z uszczelką w postaci soczewkowatej krawędzi noża 62, w połączeniu z wewnętrzną ścianą 50 w kontakcie z przednim końcem obudowy 68. Podobnie, tylna buforowa wnęka powietrzna 124 jest utworzona przez zewnętrzną ścianę 56 i jej tylny koniec 64 w kontakcie z uszczelką w postaci krawędzi, noża typu soczewkowatego 66, w połączeniu z wewnętrzną ścianą 54 w kontakcie z tylnym końcem obudowy 72 osłaniającym uszczelkę. Ściany 50, 52 i 54, 56, które tworzą buforowe wnęki powietrzne 122 i odpowiednio 124, redukująilość powietrza, które uciekałoby poza węglowe uszczelki 70,74 do wnęki olejowej 34 podczas pracy silnika. Tego rodzaju redukcja przecieku powietrza jest istotna dla zwiększonego okresu użytkowania silnika, ponieważ uszczelki 70,74 ulegaj ązużyciu podczas użytkowania. Buforowe wnęki powietrzne, obok ograniczania przecieku powietrza do wnęki olejowej 34, utrzymują zarazem temperaturę oleju w obrębie wstępnie ustalonych granic. W wyniku tego, rozmiar stosowanej chłodnicy oleju do odciągania ciepła z oleju może być niewielki, przez co można zredukować zarówno koszt jak i ciężar silnika.

Jak pokazano na fig. 4, przednia pokrywa 46 zawiera rozstawione obwodowo otwory 128 do przyłączania pokrywy 46 do obudowy 34 za pomocą śrub 58 lub tym podobnych. Pokrywa 46 zawiera również liczne rozstawione obwodowo eliptyczne kanały 130, które umożliwiają przepływ powietrza z górnej strony przedziału łożyskowego 24 do dolnej strony przedziału łożyskowego 24 podczas pracy silnika. Kanały 30 są opisane bardziej szczegółowo poniżej. Pokrywa 46 zawiera dodatkowo rozstawione obwodowo eliptyczne kanały 132. Kanały 132 umożliwiają połączenie płynowe pomiędzy buforowymi wnękami powietrznymi 122 i 124. Jak pokazano na fig. 3, w odniesieniu do przedniej pokrywy 46, przednia buforowa wnęka powietrzna 122 jest połączona z kanałami 132 za pomocąprzewodów 134, które przechotŁząpromieniowo zewnętrznie przez korpus 108 pokrywy 46. Pokrywa 46 zawiera jeden przewód 134 dla każdego kanału 132.

177 835

Jak pokazano na fig. 4, obwodowy zasięg każdego z przewodów 134 jest trochę mniejszy niż obwodowy zasięg odpowiadającego mu kanału 132. (Jak wskazano powyżej, tylna pokrywa 48 ma konfigurację podobną do przedniej pokrywy 46, i odpowiednio do tego zawiera ten sam zestaw kanałów i przewodów jak pokazano na fig. 3).

Na figurze 5 pokazano dodatkowe szczegóły dotyczące sposobu, w jaki przednia uszczelniona wnęka powietrzna 118 jest połączona z tylnąuszczelnionąwnęką powietrzną 120, i wjaki przednia buforowa przednia wnęka 122 jest połączona z tylną buforową wnęką powietrzną 124. Ponadto pokazano tam, w jaki sposób powietrze ma możliwość przepływu przez kanały powietrzne 130 po górnej stronie przedziału łożyskowego 24 do dolnej strony przedziału łożyskowego 24. W szczególności, fig. 5 stanowi przekrój wzdłuż linii 5-5 z fig. 2. Obudowa 34 zawiera liczne otwory 138, przez które przechodzą śruby 58 łączące ze sobąprzedniąpokrywę 46, obudowę 34 i tylnąpokrywę 48. W obudowie 34 znajdująsię liczne rozstawione obwodowo eliptyczne kanały. W szczególności, wokół zewnętrznego obrzeża 154 obudowy 34 znajduje się pierwszy zestaw eliptycznych kanałów 140, który umożliwia przepływ powietrza początkowo przez kanały 130 w przedniej pokrywie 46 (patrz fig. 4), następnie przez kanały 140 w obudowie 34, i wreszcie przez kanały w tylnej pokrywie 48. Kanały 130 i 140 współpracują zatem, tworząc liczne rozstawione obwodowo, usytuowane osiowo i ukształtowane eliptycznie przewody, które umożliwiają przepływ gorących gazów wytwarzanych podczas pracy silnika w kierunku działania poza przedział łożyskowy 24.

Na figurze 5 pokazano również drugi zestaw eliptycznych kanałów 142 rozstawionych obwodowo wokół obrzeża 154 obudowy 34. Kanały 142 w obudowie 34 są ustawione przestrzennie wjednej linii z kanałami 132 w pokrywach 46,48. Drugi zestaw kanałów 142 umożliwia przepływ buforowego powietrza z przedniej buforowej wnęki powietrznej 122 przez wgłębienia 134 w korpusie 108 przedniej pokrywy 46 (patrz fig. 3) do buforowych kanałów powietrznych 132 w przedniej pokrywie 46, przez buforowe kanały powietrzne 142 w obudowie łożyskowej 34, do wgłębień 134 i kanałów 142 w tylnej pokrywie 48 i wreszcie do buforowego kanału powietrznego 124 w tylnej pokrywie 48. W wyniku tego, powietrze w przedniej buforowej wnęce powietrznej 122 jest połączone płynowo z powietrzem w tylnej buforowej wnęce powietrznej 124.

Wnęki 122, 124 w połączeniu z kanałami 132, 142 oraz wgłębieniami 134 tworzą razem pojedyncząkomorę na buforowe powietrze, która przechodzi osiowo przez przedział łożyskowy. Komora ta ma kształt pierścieniowy i przechodzi od przodu przedziału łożyskowego 24 do tyłu przedziału 24 oraz otacza wnękę olejową tworząc dla niej izolację termiczną.

Jak pokazano również na fig. 5, w promieniowym odstępie wewnętrznym względem kanałów 140 i 142, znaji^i^iąsię liczne rozstawione obwodowo kanały 134. Kanały 144 łączą przednią uszczelnionąwnękę powietrzną 118 z tylnąuszczelnionąwnękę powietrzną 120, i umożliwiaaą pomiędzy nimi połączenie płynowe. W rezultacie, kanały 144 i wnęki 11^, 120 tworzą pojedynczą uszczelnionąwnękę powietrza która przechodzi osiowo przez przedział łożyskowy. Uszczelniona wnęka ma kształt pierścieniowy, i jest otoczona zarówno w kierunku promieniowym jak i osiowym przez pojedynczą buforową komorę powietrza.

Promieniowo wewnętrzne kanały 144 są oddzielone od innych kanałów 140 i 142 w przedniej ścianie 36 poprzez cienkie, wystające obwodowo żebra 146 i żebra wystające promieniowo. Kanały 140 i 142 sąoddzielone od siebie poprzez żebra wystające promieniowo 150. Cienkie wystające obwodowo i promieniowo żebra 146, 148, 150 umożliwiają odchylanie obudowy 34 podczas pracy silnika. W szczególności, podczas pracy silnika, temperatura obudowy jest najwyższa przy zewnętrznym obrzeżu 154 obudowy 34 i najniższa przy promieniowo skrajnie wewnętrznej powierzchni 152 obudowy. Naprężenie termiczne, wystepujące pomiędzy zewnętrznymi, a wewnętrznymi powierzchniami 152, 154 jest niwelowane przez układ promieniowych i obwodowych żeber 146, 148, 150 w obudowie 34. W pobliżu wewnętrznego obrzeża 158 ściany 36 znaad^ąsię otwory drenażowe 156 oleju.

Przedział łożyskowy według obecnego wynalazku rozwiązuje skomplikowany problem, nad którym pracowali projektanci nowoczesnych silników z turbinami gazowymi, a mianowicie

177 835 jak połączyć w niewielkiej konstrukcji jednoczęściowej, wszystkie funkcje złożonego układu powietrza wtórnego oraz termicznie stabilną konstrukcję podpierającą łożysko, które posiada prawidłową sztywność i elastyczność dla spełniania wymagań dynamicznych wirnika. Problem tenjest rozwiązany poprzez układ według wynalazku, zawierający wnęki powietrzne i przewody łączące, które ekranują zespół łożyskowy 26 względem szerokiego zakresu temperatur powietrza występujących podczas pracy silnika, oraz zapewniająbuforowy układ uszczelniający, który minimalizuje ilość przeciekającego powietrza poza uszczelki węglowe do wnęki olejowej podczas pracy silnika. Przedział łożyskowy według wynalazku również odgrywa ważną rolę w ochronie wnęki olejowej przy zużytych uszczelkach węglowych podczas pracy silnika, zaś buforowe wnęki powietrzne bezpośrednio minimalizują wielkość stosowanej chłodnicy olejowej silnika, koniecznej do odprowadzenia ciepła z oleju silnikowego, z czego wynikąiąoszczędności zarówno w stosunku do kosztu jak i ciężaru silnika.

Jakkolwiek wynalazek pokazano i opisano w odniesieniu do jego rozwiązań przykładowych, to jednak należy rozumieć, że możliwe sąrozmaite zmiany, pominięcia oraz uzupełnienia, bez wykraczania Doza istotę i zakres wynalazku.

✓ A *

ΠΊ 835

177 835

132

132

177 835 fig-5

148

177 835

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pierścieniowy przedział łożyskowy maszyny wirowej, która zawiera wał przechodzący osiowo przez maszynę, przedział łożyskowy podpierający wał i zawierający pierścieniowy zespół łożyskowy współosiowy z wałem, przy czym ten zespół łożyskowy zawiera wewnętrzną bieżnię łożysko wąprzytwierdzonąobrotowo do wału, zewnętrznąbieżnię łożysko wąznajdującą się w promieniowym odstępie zewnętrznie względem tej wewnętrznej bieżni łożyskowej oraz liczne rozstawione w obwodowych odstępach wałeczki łożyskowe pomiędzy wewnętrzną i zewnętrznąbieżniąłożyskową, a ponadto pierścieniowąobudowę łożyskową, mającąprzedni koniec i tylny koniec, przy czym przedni koniec zawiera zwróconąosiowo ścianę przednią, zawierającą przedniąuszczelkę, a tylny koniec zawiera zwróconąosiowo ścianę tylną, zawierającątylnąuszczelkę, przy czym uszczelki, przednia i tylna, są przystosowane do uszczelniania przedniej i tylnej ściany obudowy łożyskowej wokół wału, a ponadto przednia i tylna ściana obudowy łożyskowej stanowią uszczelnioną pierścieniową wnękę olejową otaczającą zespół łożyskowy wokół wału, a łożyska wałeczkowe sąumieszczone w obrębie wnęki olejowej, znamienny tym, że ma pierwszą ścianę (50,54) usytuowaną w odstępie i szczelnie wokół obudowy łożyska (34) pomiędzy przednim i tylnym końcem (68, 72) obudowy łożyska (34), formującą, z obudową łożyska (34), pierwszą uszczelnioną pierścieniową wnękę powietrzną (118, 120), otaczającą wnękę olejową (44) pomiędzy przednim i tylnym końcem (68, 72) obudowy łożyska (34) oraz drugą ścianę (52,56) mającąprzedni koniec (60) i tylny koniec (64), usytuowaną w odstępie od pierwszej ściany (50,54) i uszczelnionąprzy przednim i tylnym końcu (60,64) drugiej ściany (52,56) wokół wału (10) i formującą drugąuszczelnionąpierścieniowąwnękę powietr5zią(122,124), otaczającąpierwszą, uszczelnioną, pierścieniowąwnękę powietrzną(118,120) oraz przedniąi tylną uszczelki (70, 74) obudowy łożyska (34).
2. 2. Pierścieniowy przedział łożyskowy maszyny wirowej, która zawiera wał przechodzący osiowo przez maszynę, przedział łożyskowy podpierający wał i zawierający pierścieniowy zespół łożyskowy współosiowy z wałem, przy czym ten zespół łożyskowy zawiera wewnętrzną bieżnię łożyskowąprzytwierdzoną obrotowo do wału, zewnętrznąbieżnię łożyskowąznaj dującą się w promieniowym odstępie zewnętrznie względem tej wewnętrznej bieżni łożyskowej oraz liczne rozstawione w obwodowych odstępach wałeczki łożyskowe pomiędzy wewnętrzną i zewnętrznąbieżniąłożyskową, a ponadto pierścieniowąobudowę łożyskową, mającąprzedni koniec i tylny koniec, przy czym przedni koniec zawiera zwróconąosiowo ścianę przednią, zawierającą przednią uszczelkę, a tylny koniec zawiera zwróconąosiowo ścianę tylną, zawierającą tylnąuszczelkę, przy czym uszczelki, przednia i tylna, są przystosowane do uszczelniania przedniej i tylnej ściany obudowy łożyskowej wokół wału, a ponadto przednia i tylna ściana obudowy łożyskowej stanowią uszczelnioną pierścieniową wnękę olejową otaczającą zespół łożyskowy wokół wału, a łożyska wałeczkowe sąumieszczone w obrębie wnęki olejowej, znamienny tym, że maprzedniąpokrywę (46) przytwierdzoną do przedniej ściany (36) obudowy łożyskowej (34) oraz tylną pokrywę (48) przytwierdzoną do tylnej ściany (38) obudowy łożyskowej (34), przy czym każda z tych pokryw (46,48) zawiera ustawione w odstępie ściany wewnętrzne (50, 54) i zewnętrzne (52,56), przy czym wewnętrzna ściana (50) przedniej pokrywy (46)jest ustawiona w odstępie od przedniej ściany (36) obudowy łożyskowej (34) i jest uszczelniona, przy czym jeden koniec jest uszczelniony wokół przedniej ściany (36) obudowy łożyskowej (34) w sąsiedztwie przedniej uszczelki (70) obudowy łożyskowej (34), ponad ścianą przednią (36) obudowy łożyskowej (34) z wewnętrzną ścianą (50) przedniej pokrywy (46) i przednią ścianą (36) obudowy łożyskowej tworzącymi przednią uszczelnioną wnękę powietrzną (118) w sąsiedztwie wnęki olejowej (44), a wewnętrzna ściana (54) tylnej pokrywy (48) jest usytuowana w odstępie od tylnej ściany (38) obudowy łożyskowej (34) i jest uszczelniona, z jednym końcem uszczelnionym wokół tylnej ściany (38) obudowy łożyskowej (34) w sąsiedztwie tylnej uszczelki (74) obudowy

   177 835 łożyskowej (34), ponad tylną ścianą (38) obudowy łożyskowej (34), przy czym wewnętrzna ściana (54) tylnej pokrywy (48) i tylna ściana (38) obudowy łożyskowej (34) stanowiątylną uszczelnioną wnękę powietrzną (120) w sąsiedztwie wnęki olejowej (44), zaś wewnętrzna (50) i zewnętrzna ściana (52) przedniej pokrywy (46) stanowią przednią buforową wnękę powietrzną (122) w sąsiedztwie przedniej uszczelnionej wnęki powietrznej (118), z zewnętrzną ścianą (52) przedniej pokrywy (46) uszczelnioną wokół wału (10), zaś wewnętrzna (54) i zewnętrzna (56) ściana tylnej pokrywy (48) stanowiątylnąbuforowąwnękę powietrzną (124) w sąsiedztwie tylnej uszczelnionej wnęki powietrznej (120), z zewnętrzną ścianą (56) tylnej pokrywy (48) uszczelnioną wokół wału (10).
3. 3. Przedział łożyskowy według zastrz. 2, znamienny tym, że przednia i tylna uszczelniona wnęka powietrza (118, 120) są połączone ze sobą przez przechodzące osiowo uszczelnione kanały powietrzne (144), odchodzące od przedniej pokrywy (46) do tylnej pokrywy (48), i formujące, ze ścianami pokrywowymi (50, 54) pierścieniową, usytuowaną osiowo, uszczelnioną wnękę powietrzną (118,120) w sąsiedztwie wnęki olejowej (44), zaś buforowe wnęki powietrzne (122, 124) są połączone ze sobąprzez przechodzące osiowo buforowe kanały powietrzne (132,142), odchodzące od przedniej pokrywy (46) do tylnej pokrywy (48), formujące, ze ścianami pokrywowymi (52,56) pierścieniową, przechodzącąosiowo buforowąwnękę powietrzną(122,124) w sąsiedztwie uszczelnionej wnęki powietrznej (188,120).
4. 4. Przedział łożyskowy według zastrz. 3, znamienny tym, że uszczelnione kanały powietrzne (144) sąukształtowane eliptycznie i rozmieszczone w obwodowych odstępach w obudowie łożyskowej (34) i buforowe kanały powietrzne (132,142) sąukształtowane eliptycznie i rozmieszczone w obwodowych odstępach w obudowie łożyskowej (34).
5. 5. Przedział łożyskowy według zastrz. 4, znamienny tym, że uszczelnione kanały powietrzne (144) są rozmieszczone promieniowo wewnętrznie względem buforowych kanałów powietrznych (1312,142).
6. 6. Przedział łożyskowy według zastrz. 2. znamienny tym, że przewody dla przepływu gazów poprzez przedział łożyskowy (24) są utworzone z kanałów, ulokowanych w przedniej i tylnej pokrywach (46, 48) oraz obudowie łożyskowej (34).
7. 7. Pierścieniowy przedział łożyskowy maszyny wirowej, która zawiera wał przechodzący osiowo przez maszynę, przedział łożyskowy podpierający wał i zawierający pierścieniowy zespół łożyskowy z wałem, przy czym ten zespół łożyskowy zawiera wewnętrzną bieżnię łożyskową przytwierdzoną obrotowo do wału, zewnętrzną bieżnię łożyskową znajdującą się w promieniowym odstępie zewnętrznie względem tej wewnętrznej bieżni łożyskowej oraz liczne rozstawione w obwodowych odstępach wałeczki łożyskowe pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną bieżniąłożyskową, a ponadto pierścieniową obudowę łożyskową, mającąprzedni koniec i tylny koniec, przy czym przedni koniec zawiera zwróconąosiowo ścianę przednią, zawierającąprzedniąuszczelkę, a tylny koniec zawiera zwróconą osiowo ścianę tylną, zawierającątylnąuszczelkę, przy czym uszczelki, przednia i tylna, sąprzystosowane do uszczelniania przedniej i tylnej ściany obudowy łożyskowej wokół wału, a ponadto przednia i tylna ściana obudowy łożyskowej stanowią uszczelnionąpierścieniowąwnękę olejowąotacząj ącązespół łożyskowy wokół wału, a łożyska wałeczkowe są umieszczone w obrębie wnęki olejowej, znamienny tym, że ma przednią pokrywę (46) przytwierdzoną do przedniej ściany (36) obudowy łożyskowej (34) oraz tylną pokrywę (48) przytwierdzonądo tylnej ściany (38) obudowy łożyskowej (34), przy czym każda z tych pokryw (46,48) zawiera ustawione w odstępie ściany wewnętrzne (50,54) i zewnętrzne (52,56), przy czym wewnętrzna ściana (50) przedniej pokrywy (46) jest ustawiona w odstępie i w szczelnym kontakcie z przedniąścianą(36) obudowy łożyskowej (34), przy czymjeden koniec wewnętrznej ściany (50) jest uszczelniony wokół przedniej ściany (36) obudowy łożyskowej (34) w sąsiedztwie przedniej uszczelki (70) obudowy łożyskowej (34) i stanowi przednią uszczelnioną wnękę powietrzną (118) w sąsiedztwie wnęki olejowej (44), a wewnętrzna ściana (54) tylnej pokrywy (48), tworząca tylną uszczelnioną wnękę powietrzną (120) w sąsiedztwie wnęki olejowej (44), jest usytuowana w odstępie i w szczelnym kontakcie z tylną ścianą (38) obudowy łożyskowej (34), zjednym końcem wewnętrznej ściany (54) uszczelnionym wokół tylnej ściany (38)

   177 835 obudowy łożyskowej (34) w sąsiedztwie tylnej uszczelki (74) obudowy łożyskowej (34), przy czym przednia i tylna uszczelniona wnęka powietrzna (118,120) sąpołączone ze sobąprzez rozstawione obwodowo, eliptyczne kanały (144), przechodzące osiowo od przedniej pokrywy (46) do tylnej pokrywy (48), formujące pierścieniową, przechodzącąosiowo, uszczelnionąwnękę powietrznąw sąsiedztwie wnęki olejowej (44), a wewnętrzna i zewnętrzna ściana (50,52) przedniej pokrywy (46) stano wiąprzedniąbuforowąwnękę powietrzną(122) w sąsiedztwie przedniej uszczelnionej wnęki powietrznej (118), z jednym końcem zewnętrznej ściany (52) uszczelnionym wokół wału (10), zaś wewnętrzna i zewnętrzna (54,56) ściana tylnej pokrywy (48) stanowiątylną buforową wnękę powietrzną (124) w sąsiedztwie tylnej uszczelnionej wnęki powietrznej (120), z jednym końcem zewnętrznej ściany (56) uszczelnionym wokół wału (10), przy czym buforowe wnęki powietrzne (122,124) sąpołączone ze sobąprzez eliptyczne kanały (132,142), rozstawione w obwodowych odstępach, odchodzące osiowo od przedniej pokrywy (46) do tylnej pokrywy (48), formujące pierścieniową, przechodzącą osiowo, buforową wnękę powietrzną w sąsiedztwie uszczelnionej wnęki powietrznej i otaczającąprzedniąitylnąuszczelkę (70,74) obudowy łożyskowej (34).