RU2194177C1 - Two gas turbine engine support - Google Patents

Two gas turbine engine support Download PDF

Info

Publication number
RU2194177C1
RU2194177C1 RU2001125072A RU2001125072A RU2194177C1 RU 2194177 C1 RU2194177 C1 RU 2194177C1 RU 2001125072 A RU2001125072 A RU 2001125072A RU 2001125072 A RU2001125072 A RU 2001125072A RU 2194177 C1 RU2194177 C1 RU 2194177C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
impeller
holes
cavity
journal
Prior art date
Application number
RU2001125072A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.М. Гойхенберг
Ю.А. Канахин
В.Н. Фомин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн"
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 Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" filed Critical Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн"
Priority to RU2001125072A priority Critical patent/RU2194177C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2194177C1 publication Critical patent/RU2194177C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to gas turbine engine. Said support for two rotor gas turbine engine has high pressure rotor journal, pre-oil space, oil space and intershaft space formed by journal and shaft of high pressure rotor. Bearing inner race and labyrinth seal separating pre-oil and oil spaces is installed on outer surface of journal. Impeller made in form of hub with ribbed disk is installed between spaces. Ring groove is made on inner surface of journal from side of intershaft space. Ring space forms open cavity in journal which communicates with oil space through holes in journal and holes in impeller. EFFECT: improved reliability of support and increased service life owing to prevention of coking of support members. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения, а именно к конструкции опор двигателя. The invention relates to the field of gas turbine engine manufacturing, and in particular to the construction of engine mounts.

Известна опора двухроторного газотурбинного двигателя (ГТД), содержащая цапфу ротора высокого давления, предмасляную и масляную полости, образованную валом ротора низкого давления и цапфой межвальную полость, отделенную от маслянной полости подвижным уплотнением, и размещенные на наружной поверхности цапфы внутреннюю обойму подшипника и лабиринтное уплотнение, разделяющее предмасляную и масляную полости /1/. A known support for a two-rotor gas turbine engine (GTE), comprising a high-pressure rotor pin, a pre-oil and oil cavity formed by a low-pressure rotor shaft and a shaft-to-shaft cavity separated by an oil seal from the oil cavity, and an inner bearing race and a labyrinth placed on the outer surface of the pin separating pre-oil and oil cavities / 1 /.

В известной конструкции при подаче масла от ротора низкого давления к масляной ванне ротора высокого давления происходит разбрызгивание масла, в связи с чем появляется вероятность его попадания из масляной полости через подвижное уплотнение в предмасляную полость. Попав в предмасляную полость масло может коксоваться, что снижает надежность работы двигателя, а также может через воздушную систему в виде капель и пара выходить в окружающую среду, что увеличивает расход масла на двигателе и ухудшает экологию. In the known construction, when oil is supplied from the low-pressure rotor to the oil bath of the high-pressure rotor, oil is sprayed, which makes it possible to get it from the oil cavity through the movable seal into the pre-oil cavity. Once in the pre-oil cavity, the oil can coke, which reduces the reliability of the engine, and can also enter the environment through the air system in the form of drops and steam, which increases the oil consumption on the engine and affects the environment.

Предлагаемым изобретением решается задача исключения возможности коксования масла в предмасляной полости опоры за счет предотвращения попадания масла в воздушные каналы опоры. The present invention solves the problem of eliminating the possibility of coking of oil in the pre-oil cavity of the support by preventing oil from entering the air channels of the support.

Для достижения указанного технического результата в опоре двухроторного газотурбинного двигателя, содержащей цапфу ротора высокого давления, размещенные на ее поверхности внутреннюю обойму подшипника и лабиринтное уплотнение, образованную цапфой и валом ротора низкого давления межвальную полость, предмасляную полость и отделенную от нее лабиринтным, а от межвальной полости подвижным уплотнениями масляную полость, на цапфе между лабиринтным уплотнением и внутренней обоймой подшипника установлен импеллер, выполненный в виде ступицы с оребренным диском, а на внутренней поверхности цапфы со стороны межвальной предмасляной полости выполнена кольцевая проточка, образующая в цапфе открытую нишу, сообщенную с масляной полостью системой последовательно выполненных в цапфе и импеллере отверстий, причем входы отверстий импеллера сообщены с выходами отверстий цапфы. To achieve the specified technical result in the support of a two-rotor gas turbine engine containing a pin of a high-pressure rotor, an inner bearing race and a labyrinth seal formed on the surface by a pin and a shaft of a low-pressure rotor, an inter-cavity, a pre-oil cavity and separated from it by a labyrinth cavity, and from the inter-cavity an oil cavity with movable seals; an impeller made in the form of a hub is mounted on the trunnion between the labyrinth seal and the inner race of the bearing with a ribbed disk, and an annular groove is made on the inner surface of the axle from the side of the pre-oil cavity, forming an open niche in the axle, connected to the oil cavity by a system of holes sequentially made in the axle and impeller, the impeller opening being in communication with the axle opening.

Кроме того, выходные сечения отверстий могут быть расположенны на ступице импеллера между оребренным диском и лабиринтным уплотнением, или отверстия могут быть выполнены в оребренном диске и ступице импеллера, причем в радиальной плоскости по оребренному диску и ступице импеллера может быть выполнен разъем, а отверстия могут быть размешены, по крайней мере, на одной из его поверхностей. In addition, the outlet cross sections of the holes can be located on the impeller hub between the finned disk and the labyrinth seal, or the holes can be made in the finned disk and the impeller hub, and a connector can be made in the radial plane along the finned disk and the impeller hub, and the holes can be placed on at least one of its surfaces.

Наличие импеллера в виде ступицы с оребренным диском позволяет при вращении цапфы ротора высокого давления эффективно эвакуировать капли масла из зоны подшипника и лабиринтного уплотнения в масляную полость. The presence of an impeller in the form of a hub with a ribbed disk allows the droplets of the high-pressure rotor to efficiently evacuate oil droplets from the bearing area and the labyrinth seal into the oil cavity during rotation.

Наличие кольцевой проточки на внутренней поверхности цапфы ротора высокого давления со стороны межвальной полости, образующей в цапфе открытую нишу, позволяет захватывать просочившееся из масляной полости через подвижное уплотнение масло и не пропускать его дальше, в предмасляную полость воздушной системы суфлирования двигателя. The presence of an annular groove on the inner surface of the trunnion of the high-pressure rotor from the side of the inter-shaft cavity, which forms an open niche in the trunnion, allows you to capture the oil that has leaked from the oil cavity through the movable seal and not let it pass further into the pre-oil cavity of the air engine venting system.

Наличие последовательно выполненных в цапфе ротора высокого давления и импеллере отверстий, сообщенных с масляной полостью, позволяет возвращать масло из открытой ниши в масляную полость. The presence of holes sequentially made in the trunnion of the high-pressure rotor and impeller connected with the oil cavity allows the oil to be returned from the open niche to the oil cavity.

Наличие выходных сечений отверстий, выполненых в ступице импеллера между лабиринтным уплотнением и оребренным диском, позволяет эвакуировать капли масла в зону масляной системы, отделенную от подшипника, что исключает попадание частичек кокса и "отработанного" масла непосредственно в зону подшипника. The presence of exit cross sections of openings made in the impeller’s hub between the labyrinth seal and the ribbed disk allows oil droplets to be evacuated to the oil system area separated from the bearing, which excludes particles of coke and “waste” oil from entering the bearing area directly.

При исполнении сквозных отверстий в радиальной плоскости в оребренном диске и ступице импеллера, вход которых сообщен с выходом отверстий в цапфе, а выход - с масляной полостью, усиливается эффект эвакуации просочившихся капель масла. When making through holes in the radial plane in the finned disk and the impeller hub, the inlet of which is connected with the outlet of the holes in the journal and the outlet is with the oil cavity, the effect of evacuation of leaked oil drops is enhanced.

При наличии разъема по оребренному диску и ступице импеллера, при размещении сквозных отверстий, по крайней мере, на одной из поверхностей разъема упрощается система изготовления и межремонтное профилактическое обслуживание. If there is a connector on the ribbed disk and the impeller hub, when placing through holes on at least one of the connector surfaces, the manufacturing system and overhaul preventative maintenance are simplified.

Предлагаемая опора иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5. The proposed support is illustrated by the drawings shown in figures 1-5.

На фиг.1 показан продольный разрез опоры двухроторного ГТД. Figure 1 shows a longitudinal section of the support of a two-rotor gas turbine engine.

На фиг.2 - продольный разрез импеллера. Figure 2 is a longitudinal section of the impeller.

На фиг.3 - продольный разрез импеллера со сквозными отверстиями в радиальной плоскости. Figure 3 is a longitudinal section of the impeller with through holes in the radial plane.

На фиг. 4 - продольный разрез импеллера с разъемом в радиальной плоскости. In FIG. 4 is a longitudinal section through an impeller with a connector in the radial plane.

На фиг.5 - вид А фиг.4. Figure 5 is a view A of figure 4.

Опора двухроторного ГТД содержит цапфу 1 ротора высокого давления, предмасляную полость 2, масляную полость 3, межвальную полость 4, образованную цапфой 1 и валом 5 ротора высокого давления и отделенную от масляной полости 3 подвижным уплотнением 6. The support of a two-rotor gas turbine engine contains a pin 1 of a high-pressure rotor, a pre-oil cavity 2, an oil cavity 3, an inter-cavity 4 formed by a pin 1 and a shaft 5 of the high pressure rotor and separated from the oil cavity 3 by a movable seal 6.

На наружной поверхности 7 цапфы 1 размещены внутренняя обойма подшипника 8 и лабиринтное уплотнение 9, разделяющее предмасляную 2 и масляную 3 полости. На цапфе 1 между лабиринтным уплотнением 9 и внутренней обоймой подшипника 6 установлен импеллер 10. Импеллер 10 выполнен в виде ступицы 11 с оребренным диском 12. On the outer surface 7 of the pin 1, an inner bearing race 8 and a labyrinth seal 9 are located, separating the pre-oil 2 and oil 3 cavities. An impeller 10 is mounted on the pin 1 between the labyrinth seal 9 and the inner race of the bearing 6. The impeller 10 is made in the form of a hub 11 with a finned disk 12.

На внутренней поверхности цапфы 1 со стороны межвальной полости 4 выполнена кольцевая проточка, образующая в цапфе 1 открытую нишу 13, сообщенную с масляной полостью 3 отверстиями 14 в цапфе 1 и отверстиями 15 в импеллере 10. Входы отверстий 15 сообщены с выходами отверстий 14. An annular groove is made on the inner surface of the axle 1 from the side of the inter-cavity 4, forming an open niche 13 in the axle 1, connected with the oil cavity 3 by the holes 14 in the axle 1 and the holes 15 in the impeller 10. The inlets of the openings 15 are communicated with the outlets of the openings 14.

Отверстия 15 импеллера 10 могут быть выполнены в ступице 11 с расположением их выходных сечений между оребренным диском 12 и лабиринтным уплотнением 9. The holes 15 of the impeller 10 can be made in the hub 11 with the location of their output sections between the finned disk 12 and the labyrinth seal 9.

Отверстия 15 также могут быть выполнены в оребренном диске 12 и ступице 11 импеллера 10 в радиальной плоскости 16. The holes 15 can also be made in the ribbed disk 12 and the hub 11 of the impeller 10 in the radial plane 16.

Импеллер 10 может быть выполнен с радиальным разъемом 17. При этом отверстия 15 могут быть размещены на одной из поверхностей этого разъема. The impeller 10 can be made with a radial connector 17. In this case, the holes 15 can be placed on one of the surfaces of this connector.

Опора двухроторного ГТД работает следующим образом. Support two-rotor GTE works as follows.

При проникновении масла из масляной полости 3 через подвижное уплотнение 6 в межвальную полость 4 оно под действием центробежных сил прижимается к внутренней поверхности цапфы 1. Под действием этих сил масляная пленка перемещается вдоль этой поверхности и когда доходит до выполненной в цапфе 1 кольцевой проточки, она попадает в открытую нишу 13, из которой через отверстия 14 в цапфе 1 и отверстия 15 в импеллере 10 выбрасывается в зону масляной полости 3. Лабиринтное уплотнение 9, разделяющее предмасляную полость 2 и масляную полость 3, препятствует попаданию масла в полость 2, а благодаря размещению импеллера 10 с оребренным диском 12 на наружной поверхности 7 цапфы 1 между лабиринтным уплотнением 9 и внутренней обоймой подшипника 8 масло, вышедшее из отверстий 15, не может попадать непосредственно в зону подшипника 6, так как оребренный с двух сторон диск 12 отбрасывает масло в зону эвакуации масляной полости 3. Тем самым снижается риск выхода масла через предмасляные полости 2 в окружающую среду. When oil penetrates from the oil cavity 3 through the movable seal 6 into the inter-cavity 4, it is pressed by the centrifugal forces to the inner surface of the pin 1. Under the action of these forces, the oil film moves along this surface and when it reaches the annular groove made in the pin 1, it gets into the open niche 13, from which through holes 14 in the pin 1 and holes 15 in the impeller 10 is thrown into the zone of the oil cavity 3. The labyrinth seal 9 separating the pre-oil cavity 2 and the oil cavity 3, prevent the ingress of oil into the cavity 2, and due to the placement of the impeller 10 with the ribbed disk 12 on the outer surface 7 of the pin 1 between the labyrinth seal 9 and the inner race of the bearing 8, the oil exiting the holes 15 cannot directly enter the area of the bearing 6, since the ribbed on both sides, the disk 12 throws the oil into the evacuation zone of the oil cavity 3. This reduces the risk of oil escaping through the pre-oil cavities 2 into the environment.

Особенно актуальна работа предложенной опоры на переменных режимах и на режимах запуска и останова двигателя, так как именно на этих режимах чаще всего происходит выброс масла в межвальную полость 4. При останове двигателя эвакуация остатков масла происходит непосредственно в масляную полость 3, что препятствует процессу коксообразования на конструкции опоры, повышая тем самым ее надежность и ресурс. Particularly relevant is the operation of the proposed support in variable modes and on the engine start and stop modes, since it is precisely at these modes that the oil is most often released into the inter-cavity 4. When the engine is stopped, the remaining oil is evacuated directly to the oil cavity 3, which prevents the coke formation process support structures, thereby increasing its reliability and resource.

Источник информации
1. Патент США N 5160251, кл. НКИ 6 F 01 D 85/16, 1992 г.
Sourse of information
1. US patent N 5160251, CL. NKI 6 F 01 D 85/16, 1992

Claims (4)

1. Опора двухроторного газотурбинного двигателя, содержащая цапфу ротора высокого давления, размещенные на ее поверхности внутреннюю обойму подшипника и лабиринтное уплотнение, образованную цапфой и валом ротора низкого давления межвальную полость, предмасляную полость и отделенную от нее лабиринтным, а от межвальной полости подвижным уплотнениями масляную полость, отличающаяся тем, что на цапфе между лабиринтным уплотнением и внутренней обоймой подшипника установлен импеллер, выполненный в виде ступицы с оребренным диском, а на внутренней поверхности цапфы со стороны межвальной полости выполнена кольцевая проточка, образующая в цапфе открытую нишу, сообщенную с масляной полостью системой последовательно выполненных в цапфе и импеллере сквозных отверстий, причем входы отверстий импеллера сообщены с выходами отверстий цапфы. 1. The support of a two-rotor gas turbine engine, comprising a pin of a high pressure rotor, an inner bearing race and a labyrinth seal, an axle cavity, a pre-oil cavity and a movable oil cavity separated from it by a spindle and a labyrinth cavity, and a labyrinth cavity separated from it, and a movable oil seal characterized in that on the trunnion between the labyrinth seal and the inner race of the bearing there is an impeller made in the form of a hub with a ribbed disk, and on the inside An annular groove is made in the trunnion on the front surface of the trunnion, forming an open niche in the trunnion, connected to the oil cavity by a system of through holes sequentially made in the trunnion and impeller, the inputs of the impeller openings communicating with the outputs of the trunnion openings. 2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что выходные сечения отверстий расположены на ступице импеллера между оребренным диском и лабиринтным уплотнением. 2. Support according to claim 1, characterized in that the outlet cross sections of the holes are located on the impeller hub between the finned disk and the labyrinth seal. 3. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что отверстия выполнены в оребренном диске и ступице импеллера в радиальной плоскости. 3. Support according to claim 1, characterized in that the holes are made in the ribbed disk and the impeller hub in a radial plane. 4. Опора по п. 3, отличающаяся тем, что в радиальной плоскости по оребренному диску и ступице импеллера выполнен разъем, при этом отверстия размещены по крайней мере на одной из поверхностей разъема. 4. Support according to claim 3, characterized in that a connector is made in the radial plane along the ribbed disk and the impeller hub, with the holes placed on at least one of the surfaces of the connector.
RU2001125072A 2001-09-13 2001-09-13 Two gas turbine engine support RU2194177C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125072A RU2194177C1 (en) 2001-09-13 2001-09-13 Two gas turbine engine support

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125072A RU2194177C1 (en) 2001-09-13 2001-09-13 Two gas turbine engine support

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2194177C1 true RU2194177C1 (en) 2002-12-10

Family

ID=20253119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001125072A RU2194177C1 (en) 2001-09-13 2001-09-13 Two gas turbine engine support

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2194177C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450140C1 (en) * 2011-01-13 2012-05-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Two-rotor gas turbine engine bearing
RU2456463C1 (en) * 2011-04-05 2012-07-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Gas turbine engine shaft support
RU187559U1 (en) * 2018-11-12 2019-03-12 Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" OIL SUPPORT SYSTEM FOR GAS-TURBINE ENGINE ROTOR

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450140C1 (en) * 2011-01-13 2012-05-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Two-rotor gas turbine engine bearing
RU2456463C1 (en) * 2011-04-05 2012-07-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Gas turbine engine shaft support
RU187559U1 (en) * 2018-11-12 2019-03-12 Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" OIL SUPPORT SYSTEM FOR GAS-TURBINE ENGINE ROTOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4721313A (en) Anti-erosion labyrinth seal
US7055827B2 (en) Non-contacting clearance seal for high misalignment applications
US3778194A (en) Turbocharger structure
US5636848A (en) Oil seal for a high speed rotating shaft
JP5259768B2 (en) Shaft seal
US10273977B2 (en) Perforated drum of a compressor of an axial turbine engine
EP1245793A1 (en) Oil slinger for a turbocharger
US4157834A (en) Seal system
RU2685749C2 (en) Support chamber of gas turbine engine
US4217120A (en) Air-oil separator for aircraft gearbox
US20090223202A1 (en) Two-shaft gas turbine
KR20110059775A (en) Device for sealing a bearing housing of an exhaust gas turbocharger
RU2722122C2 (en) Turbine of gas turbine engine containing labyrinth seal element
CN104154042B (en) For the extract system of axial flow turbo-machine
RU2638412C2 (en) Trunnion of turbomachine comprising ring for recuperation of lubricating oil flow with plurality of openings for discharging lubricating oil
RU2305196C2 (en) Oil trap plug (versions)
RU2194177C1 (en) Two gas turbine engine support
KR910010159B1 (en) Centrifugal lubricating oil pump of an exhaust gas turbocharger
EP1256720B1 (en) Rotary vacuum pump
RU2353815C1 (en) Compressor of gas-turbine engine
KR20080022523A (en) A steam turbine nozzle box and methods of fabricating
US3927889A (en) Rotating element fluid seal for centrifugal compressor
EP1256721A2 (en) Sealing for a rotary vacuum pump
RU2250386C2 (en) Two-shaft gas-turbine engine
CN114502820B (en) Turbine arrangement with oil recovery circumferential groove

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20080507

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20130729

PD4A Correction of name of patent owner