RU135365U1 - GAS-TURBINE ENGINE LUBRICATION SYSTEM - Google Patents

GAS-TURBINE ENGINE LUBRICATION SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU135365U1
RU135365U1 RU2013126442/06U RU2013126442U RU135365U1 RU 135365 U1 RU135365 U1 RU 135365U1 RU 2013126442/06 U RU2013126442/06 U RU 2013126442/06U RU 2013126442 U RU2013126442 U RU 2013126442U RU 135365 U1 RU135365 U1 RU 135365U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lubrication
oil
cavities
pumping
gte
Prior art date
Application number
RU2013126442/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Оскар Соломонович Гуревич
Анатолий Иванович Гулиенко
Юрий Владимирович Щуровский
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова"
Priority to RU2013126442/06U priority Critical patent/RU135365U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU135365U1 publication Critical patent/RU135365U1/en

Links

Images

Abstract

1. Система смазки газотурбинного двигателя (ГТД), содержащая нагнетающий насос для подачи жидкого масла из бака в масляные полости к подшипникам, расположенным в опорах с уплотнениями на валу двигателя, откачивающие электронасосы с блоком управления частотой вращения электродвигателя для откачивания из указанных полостей масловоздушной смеси, насос системы суфлирования для утилизации на срез сопла ГТД воздуха из указанных полостей и бака, дополнительно содержит, по меньшей мере, один датчик перепада давлений, установленный, по крайней мере, на одном из уплотнений одной из опор, пневматический вход которого соединен с воздушным трактом наддува опоры, а выход - с масляной полостью, и электронный регулятор, который связан входом с электрическим выходом датчика перепада давлений, а выходом - с блоком управления частотой вращения электродвигателя откачивающих насосов и регулирует частоту вращения электродвигателя по отклонению перепада давлений от значения, требуемого штатным законом управления системы смазки.2. Система смазки ГТД по п.1, отличающаяся тем, что содержит на опоре два датчика, каждый из которых установлен на отдельном уплотнении опоры и соединен с электронным регулятором собственным входом.3. Система смазки ГТД по п.2, отличающаяся тем, что один датчик установлен на наиболее критичном уплотнении, а другой датчик служит резервным.1. The lubrication system of a gas turbine engine (GTE), comprising a pressure pump for supplying liquid oil from the tank to the oil cavities to bearings located in bearings with seals on the engine shaft, pumping electric pumps with an electric motor speed control unit for pumping the air-oil mixture from these cavities, the pump of the venting system for recycling air from the indicated cavities and tank to the nozzle of the gas turbine engine additionally contains at least one differential pressure sensor installed at least Here, on one of the seals of one of the supports, the pneumatic inlet of which is connected to the air path of the boost of the support, and the outlet is connected to the oil cavity, and an electronic regulator, which is connected by the input to the electrical output of the differential pressure sensor and the output to the electric motor speed control unit pumping out pumps and adjusts the frequency of rotation of the electric motor according to the deviation of the differential pressure from the value required by the standard law of control of the lubrication system. 2. The GTE lubrication system according to claim 1, characterized in that it contains two sensors on the support, each of which is mounted on a separate support seal and is connected to the electronic controller with its own input. The GTE lubrication system according to claim 2, characterized in that one sensor is mounted on the most critical seal, and the other serves as a backup.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, а более точно касается системы смазки газотурбинного двигателя (ГТД).The utility model relates to engine building, and more specifically relates to the lubrication system of a gas turbine engine (GTE).

В известных системах смазки газотурбинного двигателя, содержащих нагнетающий маслонасос, насосы откачки из опор роторов масловоздушной смеси и насос системы суфлирования, вращаемых от коробки приводов агрегатов ГТД, удержание масла в полостях подшипников опор и предотвращение его выброса в газовоздушный тракт двигателя обеспечивается путем установки уплотнений различного типа (лабиринтных, щеточных и др.) и наддува опор воздухом (см., например, Авиационный двигатель ПС-90А. А.А. Иноземцев, Е.А. Конев, В.В. Медведев и др. М.: Либра-К, 2007, стр.154.). Положительный перепад давлений на уплотнениях, при котором давление воздуха на входе в уплотнение выше давления масловоздушной смеси в опоре, обеспечивается выбором характеристик насосов систем суфлирования и откачки. Однако частота вращения этих насосов не регулируется, т.к. она жестко связана с частотой вращения ротора ГТД, и не исключается возможность реализации отрицательного (обратного) перепада давлений на уплотнениях с выбросом масла в тракт двигателя на переходных режимах его работы, при износе уплотнений опор роторов и др.In known lubrication systems for a gas turbine engine containing an oil pump, pumps for pumping out the bearings of the oil-air mixture rotors and a pump of the venting system rotated from the drive box of the gas turbine engine units, oil is retained in the bearing cavities of the bearings and prevented from being ejected into the engine’s gas-air path by installing seals of various types (labyrinth, brush, etc.) and pressurization of supports with air (see, for example, the PS-90A aircraft engine. A.A. Inozemtsev, E.A. Konev, V.V. Medvedev, etc. M .: Libra-K , 2007, p. 154.) . A positive pressure difference across the seals, at which the air pressure at the inlet to the seal is higher than the pressure of the air-oil mixture in the support, is ensured by the choice of characteristics of the pumps of the venting and pumping systems. However, the speed of these pumps is not adjustable, as it is rigidly connected with the rotor speed of the gas turbine engine rotor, and the possibility of realizing a negative (reverse) pressure differential on the seals with the release of oil into the engine path during transient modes of operation, with wear of the rotor bearing seals, etc. is not ruled out.

Более близкими к заявленному изобретению являются системы смазки (US 8281563 В2, патент РФ, RU 2323358 C1), в которых электропривод используется для вращения резервного откачивающего насоса системы смазки. Это повышает ее надежность, но отсутствие в системе средств диагностики возникновения обратного перепада давлений на уплотнениях не исключает возможность выброса масла в тракт ГТД, что ухудшает экологические характеристики ГТД.Closer to the claimed invention are lubrication systems (US 8281563 B2, RF patent, RU 2323358 C1), in which the electric drive is used to rotate the backup pump of the lubrication system. This increases its reliability, but the lack of diagnostic tools in the system for the occurrence of the reverse pressure differential across the seals does not exclude the possibility of oil being released into the gas turbine engine path, which affects the ecological characteristics of the gas turbine engine.

Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, заключается в улучшении экологических характеристик ГТД за счет снижения выбросов масла из системы смазки в газовоздушный тракт двигателя путем использования датчиков перепада давлений на уплотнениях опор роторов и применения регулируемого электропривода для вращения откачивающих насосов системы смазки.The technical result achieved in the claimed utility model is to improve the environmental performance of a gas turbine engine by reducing oil emissions from the lubrication system into the gas-air duct of the engine by using differential pressure sensors on the seals of the rotor bearings and using an adjustable electric drive to rotate the lubrication pump pumps.

Указанный результат достигается тем, что система смазки газотурбинного двигателя (ГТД), содержащая нагнетающий насос для подачи жидкого масла из бака в масляные полости к подшипникам, расположенным в опорах с уплотнениями на валу двигателя, откачивающие электронасосы с блоком управления частотой вращения электродвигателя для откачивания из указанных полостей масловоздушной смеси, насос системы суфлирования для утилизации на срез сопла ГТД воздуха из указанных полостей и бака, дополнительно содержит, по меньшей мере, один датчик перепада давлений, установленный, по крайней мере, на одном из уплотнений одной из опор, пневматический вход которого соединен с воздушным трактом наддува опоры, а выход - с масляной полостью, и электронный регулятор, который связан входом с электрическим выходом датчика перепада давлений, а выходом - с блоком управления частотой вращения электродвигателя откачивающих насосов, и регулирует частоту вращения электродвигателя по отклонению перепада давлений от значения, требуемого штатным законом управления системы смазки.This result is achieved by the fact that the gas turbine engine (GTE) lubrication system, comprising a pressure pump for supplying liquid oil from the tank to the oil cavities to bearings located in bearings with seals on the engine shaft, pumping electric pumps with an electric motor speed control unit for pumping out the indicated of the air-oil mixture cavities, a venting system pump for recycling air from the indicated cavities and tank to the nozzle section of the gas turbine engine, further comprises at least one overflow sensor yes pressure, installed at least on one of the seals of one of the supports, the pneumatic inlet of which is connected to the air path of the boost of the support, and the output is connected to the oil cavity, and an electronic regulator, which is connected by the input to the electrical output of the differential pressure sensor, and the output - with a control unit for the rotational speed of the pumping motor, and adjusts the rotational speed of the motor to deviate the pressure drop from the value required by the standard law of control of the lubrication system.

Система смазки ГТД может содержать на опоре два датчика, каждый из которых установлен на отдельном уплотнении опоры и соединен с электронным регулятором собственным входом.The GTE lubrication system may contain two sensors on the support, each of which is mounted on a separate support seal and is connected to the electronic controller by its own input.

Целесообразно, если один датчик установлен на наиболее критичном уплотнении, а другой датчик служит резервным.It is advisable if one sensor is mounted on the most critical seal and the other serves as a backup.

На рис.1 приведена схема системы смазки ГТД согласно полезной модели.Figure 1 shows a diagram of a gas turbine engine lubrication system according to a utility model.

Система смазки содержит нагнетающий насос 1 для подачи жидкого масла из бака 3 к подшипникам 7 в масляные полости 8 расположенные с уплотнениями 6 в опорах 4 роторов двигателя 5, откачивающие насосы 17 для откачки из полостей 8 в бак 3 масловоздушной смеси и насос 2 системы суфлирования, который утилизирует на срез сопла ГТД воздух из полостей 8 и бака 3 (вся система коммуникаций утилизации воздуха на рисунке не показана).The lubrication system contains an injection pump 1 for supplying liquid oil from the tank 3 to the bearings 7 in the oil cavities 8 located with seals 6 in the bearings 4 of the engine rotors 5, pumping pumps 17 for pumping from the cavities 8 into the tank 3 of the air-oil mixture and pump 2 of the venting system, which utilizes the air from the cavities 8 and tank 3 to the section of the gas turbine engine nozzle (the entire air utilization communications system is not shown in the figure).

Насосы 1 и 2 вращаются от коробки приводов агрегатов двигателя (не показана), а насосы 17 - электродвигателя 16, который снабжен блоком управления 15 с возможностью управления частотой вращения электродвигателя. Каждая опора 4 имеет уплотнения 6, через которые воздух из внутренних полостей ГТД поступает в масляные полости 8.Pumps 1 and 2 rotate from the drive box of the engine assemblies (not shown), and pumps 17 - the electric motor 16, which is equipped with a control unit 15 with the ability to control the speed of the electric motor. Each support 4 has seals 6, through which air from the internal cavities of the gas turbine engine enters the oil cavities 8.

Согласно полезной модели для исключения выбросов масла из системы смазки в газовоздушный тракт двигателя, по крайней мере, на одном из уплотнений 6 одной из опор 4 установлен, по меньшей мере, один датчик перепада давлений между масляной полостью 8 и газовоздушным трактом двигателя. На рис.1 показан один датчик 9 и другой датчик 10. Один датчик, например, датчик 9, устанавливают на наиболее критичном уплотнении, другой датчик 10 служит резервным.According to a utility model, in order to exclude oil emissions from the lubrication system into the engine’s gas-air duct, at least one of the seals 6 of one of the supports 4 has at least one differential pressure sensor between the oil cavity 8 and the gas-air duct of the engine. Figure 1 shows one sensor 9 and another sensor 10. One sensor, for example, sensor 9, is installed on the most critical seal, the other sensor 10 serves as a backup.

Система смазки содержит электронный регулятор 11. Выход 12 регулятора 11 связан с входом блока управления 15 электродвигателя 16, а входы связаны с выходами датчиков 9 и 10.The lubrication system contains an electronic controller 11. The output 12 of the controller 11 is connected to the input of the control unit 15 of the motor 16, and the inputs are connected to the outputs of the sensors 9 and 10.

Система смазки с регулируемым электроприводом откачивающих насосов функционирует следующим образом.The lubrication system with adjustable electric pumping pumps operates as follows.

Масло из бака 3 нагнетающим насосом 1 подается к подшипникам 7 опор 4. Для его удержания у подшипника в полостях 8 производится непрерывный наддув опор 4 воздухом через уплотнения 6. На наиболее критичном уплотнении (с точки зрения возникновения на нем обратного течения масловоздушной среды, например, из-за поломки сепаратора подшипника) установлен датчик перепада давлений 9, сигнал с которого поступает на вход 13 электронного регулятора 11 системы смазки. Перепад давлений на уплотнении положительный (больше минимального значения, определенным штатным законом управления системы смазки), когда давление воздуха на его входе выше давления смеси в полостях 8, и воздух поступает в полости 8.Oil from the tank 3 is pumped to the bearings 7 of the bearings 4 by the injection pump 1. To keep it in the bearing in the cavities 8, the bearings 4 are continuously pressurized by air through the seals 6. At the most critical seal (from the point of view of the occurrence of a reverse flow of the oil-air medium, for example, due to breakdown of the bearing cage) a differential pressure sensor 9 is installed, the signal from which is fed to input 13 of the electronic regulator 11 of the lubrication system. The pressure differential across the seal is positive (greater than the minimum value determined by the regular law of the lubrication system control) when the air pressure at its inlet is higher than the mixture pressure in the cavities 8, and air enters the cavities 8.

При уменьшении перепада ниже минимального значения, когда возможно возникновение обратного течения смеси через уплотнение в тракт ГТД, регулятор 11, по сравнению со значением перепада давлений, требуемого штатным законом управления системы смазки, формирует сигнал на увеличение частоты вращения ротора электродвигателя 16.When the differential drop is lower than the minimum value, when the reverse flow of the mixture through the seal to the gas turbine engine path is possible, the regulator 11, in comparison with the pressure differential value required by the regular law of the lubrication system control, generates a signal to increase the rotor speed of the electric motor rotor 16.

Этот сигнал с выхода 12 регулятора 11 поступает на вход блока управления 15 электродвигателя 16, который увеличивает частоту вращения откачивающих насосов 17. В результате этого производительность откачивающих насосов 17 увеличивается, давление в полостях 8 будет уменьшаться, и, следовательно, перепад давления на уплотнениях 6 будет увеличиваться. После восстановления допустимого заданного значения перепада давлений на уплотнении 6 регулятор 11 системы смазки переходит на реализацию штатных законов управления производительностью откачивающих насосов. Изменение частоты вращения насосов производится в диапазоне, при котором не ухудшается смазка подшипников.This signal from the output 12 of the controller 11 is fed to the input of the control unit 15 of the motor 16, which increases the speed of the pumping pumps 17. As a result, the performance of the pumping pumps 17 increases, the pressure in the cavities 8 will decrease, and therefore the pressure drop across the seals 6 will be increase. After restoring the permissible set value of the differential pressure across the seal 6, the regulator 11 of the lubrication system switches to the implementation of standard laws for controlling the performance of pumping pumps. Changing the speed of the pumps is carried out in the range at which the lubrication of the bearings does not deteriorate.

В данной системе смазки в качестве резервного датчика перепада давления используется датчик 10 на другом уплотнении опоры 4. Электрический сигнал с датчика 10 поступает на вход 14 регулятора 11 системы смазки, с выхода которого сигнал поступает на вход блока управления частотой вращения электродвигателя откачивающих насосов и используется как резервный.In this lubrication system, a sensor 10 is used as a backup differential pressure sensor on another seal of the support 4. An electrical signal from the sensor 10 is fed to the input 14 of the lubrication system controller 11, from the output of which the signal is fed to the input of the pump speed control unit of the electric motor and is used as spare.

Таким образом, в заявленной системе смазки производится прямое измерение перепада давлений на уплотнениях полостей опор роторов ГТД и при недопустимом его уменьшении начинается управление частотой вращения откачивающих насосов, обеспечивающее увеличение перепада давлений на уплотнениях. При таком построении системы смазки ГТД вероятность выбросов масла в газовоздушный тракт двигателя снижается, что улучшает его экологические характеристики.Thus, in the claimed lubrication system, a direct measurement of the differential pressure is performed on the seals of the cavities of the supports of the GTE rotors and, if it is unacceptably reduced, control of the speed of the pumping pumps begins, providing an increase in the differential pressure on the seals. With such a construction of a gas turbine engine lubrication system, the probability of oil emissions in the engine’s gas-air duct is reduced, which improves its environmental performance.

Полезная модель может быть использована в системах смазки авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), двигателей стационарных газотурбинных установках и др.The utility model can be used in the lubrication systems of aircraft gas turbine engines (GTE), engines of stationary gas turbine units, etc.

Claims (3)

1. Система смазки газотурбинного двигателя (ГТД), содержащая нагнетающий насос для подачи жидкого масла из бака в масляные полости к подшипникам, расположенным в опорах с уплотнениями на валу двигателя, откачивающие электронасосы с блоком управления частотой вращения электродвигателя для откачивания из указанных полостей масловоздушной смеси, насос системы суфлирования для утилизации на срез сопла ГТД воздуха из указанных полостей и бака, дополнительно содержит, по меньшей мере, один датчик перепада давлений, установленный, по крайней мере, на одном из уплотнений одной из опор, пневматический вход которого соединен с воздушным трактом наддува опоры, а выход - с масляной полостью, и электронный регулятор, который связан входом с электрическим выходом датчика перепада давлений, а выходом - с блоком управления частотой вращения электродвигателя откачивающих насосов и регулирует частоту вращения электродвигателя по отклонению перепада давлений от значения, требуемого штатным законом управления системы смазки.1. The lubrication system of a gas turbine engine (GTE), comprising a pressure pump for supplying liquid oil from the tank to the oil cavities to bearings located in bearings with seals on the engine shaft, pumping electric pumps with an electric motor speed control unit for pumping the air-oil mixture from these cavities, the pump of the venting system for recycling air from the indicated cavities and tank to the nozzle of the gas turbine engine additionally contains at least one differential pressure sensor installed at least Here, on one of the seals of one of the supports, the pneumatic inlet of which is connected to the air path of the boost of the support, and the output is connected to the oil cavity, and an electronic regulator, which is connected by the input to the electrical output of the differential pressure sensor and the output to the electric motor speed control unit pumping out pumps and adjusts the frequency of rotation of the electric motor according to the deviation of the differential pressure from the value required by the standard law of control of the lubrication system. 2. Система смазки ГТД по п.1, отличающаяся тем, что содержит на опоре два датчика, каждый из которых установлен на отдельном уплотнении опоры и соединен с электронным регулятором собственным входом.2. GTE lubrication system according to claim 1, characterized in that it contains two sensors on the support, each of which is mounted on a separate support seal and connected to the electronic controller by its own input. 3. Система смазки ГТД по п.2, отличающаяся тем, что один датчик установлен на наиболее критичном уплотнении, а другой датчик служит резервным.
Figure 00000001
3. The GTE lubrication system according to claim 2, characterized in that one sensor is mounted on the most critical seal, and the other serves as a backup.
Figure 00000001
RU2013126442/06U 2013-06-10 2013-06-10 GAS-TURBINE ENGINE LUBRICATION SYSTEM RU135365U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013126442/06U RU135365U1 (en) 2013-06-10 2013-06-10 GAS-TURBINE ENGINE LUBRICATION SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013126442/06U RU135365U1 (en) 2013-06-10 2013-06-10 GAS-TURBINE ENGINE LUBRICATION SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU135365U1 true RU135365U1 (en) 2013-12-10

Family

ID=49682312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013126442/06U RU135365U1 (en) 2013-06-10 2013-06-10 GAS-TURBINE ENGINE LUBRICATION SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU135365U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10644630B2 (en) Turbomachine with an electric machine assembly and method for operation
US7401461B2 (en) Reduced-weight fuel system for gas turbine engine, gas turbine engine having a reduced-weight fuel system, and method of providing fuel to a gas turbine engine using a reduced-weight fuel system
US8172512B2 (en) Accessory gearbox system with compressor driven seal air supply
CA2798841C (en) Gas turbine engine bearing chamber seals
US10107197B2 (en) Lubrication system for gas turbine engines
CA2643489C (en) Gas turbine engine oil system operation
CN1878931A (en) Sealing arrangement in a compressor
US10107157B2 (en) Gas turbine engine lubrication system
WO2018169578A3 (en) Interdigitated counter rotating turbine system and method of operation
US20070240426A1 (en) Mehtod and controller for operating a gas turbine engine
EP2615259A2 (en) Gas turbine engine bearing chamber seals
JP6761799B2 (en) Multistage compressor system with hydrodynamic fluid clutch and how to adjust the compressor system
US20110302903A1 (en) Lubrication driven gas turbine engine actuation system
US9506476B2 (en) Oil supply system and method for supplying oil for a turboprop engine
RU135365U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE LUBRICATION SYSTEM
US10670077B2 (en) Sealed bearing assembly and method of forming same
RU2522713C1 (en) Aircraft gas turbine
US9140194B2 (en) Gas turbine engine starter-generator with integrated lube oil scavenge functionality
RU2327061C1 (en) Method of increasing compressor efficiency
JPWO2017154084A1 (en) Rotating electric machine with shaft seal device
US9567987B2 (en) Chamber fluid removal system
US9097180B2 (en) Apparatus and method for reducing oil mist ingestion in a heavy duty gas turbine engine
CN105089815A (en) Bearing cavity sealing system and method for gas turbine engine
US20150337731A1 (en) Oil pump transfer plate
CN214464564U (en) Lubricating and ventilating system of turboprop engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200611