RU2568723C2 - Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя - Google Patents

Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя Download PDF

Info

Publication number
RU2568723C2
RU2568723C2 RU2012144325/06A RU2012144325A RU2568723C2 RU 2568723 C2 RU2568723 C2 RU 2568723C2 RU 2012144325/06 A RU2012144325/06 A RU 2012144325/06A RU 2012144325 A RU2012144325 A RU 2012144325A RU 2568723 C2 RU2568723 C2 RU 2568723C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
seal
fibers
turbojet engine
chamber
Prior art date
Application number
RU2012144325/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012144325A (ru
Inventor
Жерар Филипп ГОТЬЕ
Серж Рене МОРРЕАЛЬ
Original Assignee
Снекма
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 Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2012144325A publication Critical patent/RU2012144325A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2568723C2 publication Critical patent/RU2568723C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18Lubricating arrangements
    • F01D25/183Sealing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/162Special parts or details relating to lubrication or cooling of the sealing itself
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • F16J15/3288Filamentary structures, e.g. brush seals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/55Seals
    • F05D2240/56Brush seals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Изобретение касается герметизирующего устройства для камеры, образованной, по меньшей мере, одним вращающимся органом и одним неподвижным органом турбореактивного двигателя и предназначенной для удержания суспензии капель смазочного масла (h). Герметизирующее устройство содержит, по меньшей мере, щеточное уплотнение с плотно расположенными рядом волокнами, предназначенное для обеспечения герметичности между, по меньшей мере, одним вращающимся органом и, по меньшей мере, одним неподвижным органом. Это устройство содержит средства для рекуперации части масляной суспензии во внутреннем объеме (V), а также средства доставки упомянутого собранного масла (h), предназначенные для обеспечения циркуляции масла (h) вдоль волокон упомянутого щеточного уплотнения, ориентированной в направлении вращающегося органа. Уплотнение лучше противостоит коксованию. Технический результат изобретения - повышение эффективности герметизирующего устройства, характеристики которого были бы стабильны во времени. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к турбореактивному двигателю и, в частности, к герметизирующему устройству для масляной камеры турбореактивного двигателя.
Турбинный двигатель летательного аппарата содержит, главным образом, с входа на выход в направлении потока газов вентилятор, одну или несколько компрессорных ступеней, например компрессор низкого давления и компрессор высокого давления, камеру сгорания, одну или несколько турбинных ступеней, например турбину высокого давления и турбину низкого давления, а также трубу для выхода газов. Каждому компрессору может соответствовать турбина, причем они связаны валом, образуя, таким образом, например, корпус высокого давления и корпус низкого давления.
Турбореактивный двигатель содержит также, по существу, на уровне входного конца корпуса высокого давления, "входную камеру", содержащую элементы типа подшипников или зубчатых передач. Он содержит также, по существу, на уровне выходного конца корпуса высокого давления "выходную камеру", содержащую элементы типа подшипников или зубчатых передач, смазываемых маслом. Масло, выталкиваемое этими деталями при вращении, образует туман (или суспензию) взвешенных в камере капель. Кроме того, газовый поток (который является воздухом) проходит через них, в частности, в целях вентиляции. Для исключения выдувания масла газовым потоком из камер газы поступают в "маслоотделители", образованные обычно радиальными проходами, выполненными в валу низкого давления, на стенках которых масло собирается для возврата с помощью центробежного эффекта в соответствующую камеру. Маслоотделители сообщаются с газоотводящей трубой (также вращающейся), концентричной валу низкого давления, внутрь которой поступают газы из маслоотделителей к выходу из газоотводящей трубы, из которой они выбрасываются обычно в выхлопную трубу.
Входная и выходная камеры образованы и ограничены стенками неподвижной конструкции турбореактивного двигателя, а также стенками вращающихся элементов. Они должны обеспечить проход газового потока, но максимально удержать масло внутри, поэтому герметичность между неподвижными и вращающимися элементами масляной камеры является сложной проблемой.
Традиционно герметичность обеспечивают с помощью уплотнений лабиринтного типа, образованных тонкими пластинками, жестко соединенными с вращающейся деталью, и истираемого материала, жестко соединенного с неподвижной деталью, по которому трутся тонкие пластинки. Это трение осуществляется с некоторым зазором для осуществления прохода газового потока, выходящего из компрессоров низкого давления или высокого давления; эти газы противодействуют выходу масла через лабиринтное уплотнение; их расход рассчитан так, чтобы быть достаточным при замедлении, и, следовательно, является избыточным в других фазах полета (в которых расход воздуха, всасываемого вентилятором турбореактивного двигателя, является более значительным). Этот чрезмерный поток в других фазах полета имеет, по меньшей мере, два отрицательных последствия: прежде всего, он уменьшает настолько же кпд двигателя, и затем он имеет тенденцию выводить большее количество масла из камеры на уровне маслоотделителей.
Было предложено заменить лабиринтные уплотнения уплотнениями типа "щеточных", то есть содержащих множество, по существу, радиальных плотно расположенных рядом волокон, закрепленных на неподвижной детали, свободные концы которых находятся в контакте с вращающейся деталью (или весьма близко к ней), при этом волокна предпочтительно слегка наклонены в направлении вращения вращающейся детали; волокна щеточного уплотнения могут быть выполнены, например, из углерода. Такое устройство, в частности, описано в заявке на патент US 2004/0256807 компании General Electric.
Такие щеточные уплотнения имеют то преимущество, что нуждаются в проходящем через них газовом потоке, расход которого является не очень большим для обеспечения их герметичности к маслу. Напротив, они имеют тот недостаток, что могут являться местом коксования масла, с которым они находятся в контакте. Коксование является преобразованием масла в твердый осадок; оно является следствием нагрева масла, пропитавшего углеродные волокна; оно приводит к уменьшению эффективности щеточной прокладки. Кроме того, трение волокон по дорожке вращающейся детали, предназначенной для контакта с их концами, вызывает их износ и, таким образом, также уменьшает со временем их эффективность.
Изобретение направлено на устранение указанных недостатков и, в частности, на предложение герметизирующего устройства для масляной камеры турбореактивного двигателя, которое было бы эффективным и характеристики которого были бы стабильными во времени.
Таким образом, изобретение относится к герметизирующему устройству для камеры, образованной, по меньшей мере, одним вращающимся органом и, по меньшей мере, одним неподвижным органом турбореактивного двигателя, предназначенной для удержания суспензии масляных капель смазочного масла, при этом герметизирующее устройство содержит, по меньшей мере, одно щеточное уплотнение с плотно расположенными рядом волокнами, предназначенное для обеспечения герметичности между, по меньшей мере, одним вращающимся органом и, по меньшей мере, одним неподвижным органом (среди одного или нескольких вращающихся органов и одного или нескольких неподвижных органов, упомянутых выше), отличающемуся тем, что оно содержит средства рекуперации части масляной суспензии во внутреннем объеме камеры и средства направления упомянутого собранного масла, предназначенные для обеспечения прохождения масла вдоль волокон упомянутого щеточного уплотнения, при этом прохождение ориентировано в направлении вращающегося органа.
Благодаря изобретению создается масляный поток вдоль волокон щеточного уплотнения, что обеспечивает обновление масла при контакте, так как масло движется вдоль волокон. Оставшееся масло также переносится питающим маслом и не имеет времени для коксования; явления коксования, таким образом, уменьшены, что исключает слипание волокон между собой, повышая, таким образом, как эффективность, так и стабильность уплотнения. Кроме того, волокна смазываются и, таким образом, меньше разрушаются при контакте во вращении с органами турбореактивного двигателя.
Изобретение особенно примечательно тем, что оно решает проблему, связанную с наличием масла на уплотнении, непосредственно питая маслом это уплотнение; так, хотя можно было бы думать, что именно максимально защищая уплотнение от масла, его герметичность к маслу была бы улучшена, на самом деле, улучшили герметичность уплотнения к маслу маслом.
Можно рассчитать средства доставки собранного масла для контроля потока масла, проходящего вдоль волокон щеточного уплотнения.
Циркуляция масла может быть, кроме того, предназначена для уменьшения температуры щеточного уплотнения и, следовательно, для лучшего ограничения явлений коксования.
В соответствии с вариантом осуществления устройство содержит средства возврата масла внутрь камеры после его прохождения по волокнам. Таким образом, улучшают его циркуляцию, при этом масло перемещается между средствами доставки собранного масла и средствами удаления масла.
В соответствии с вариантом осуществления в этом случае устройство предназначено для того, чтобы средства возврата содержали газовый поток, циркулирующий через щеточное уплотнение. Эффект удаления газовым потоком может быть усилен центробежным эффектом, связанным с вращением вращающихся деталей.
Предпочтительно, если волокна щеточного уплотнения (точнее, свободные концы этих волокон) предназначены для трения по дорожке, расположенной напротив детали, упомянутые средства доставки установлены таким образом, что прохождение масла вдоль волокон питает маслом дорожку. Таким образом, зона трения между уплотнением и дорожкой смазывается, что уменьшает износ этих деталей.
Предпочтительно также, чтобы смазочное масло, разлагающееся под действием температуры (окисление и коксование), содержало, по меньшей мере, добавку для борьбы с коксованием. Такая добавка сама по себе известна, но со временем она теряет свою эффективность. Благодаря масляному питанию, предложенному в рамках изобретения, масло (и, таким образом, его добавка), обновляясь, всегда имеет хорошие противококсующие свойства.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления средства доставки собранного масла содержат, по меньшей мере, один направляющий канал масла при помощи силы тяжести от средств сбора до щеточного уплотнения.
В соответствии с вариантом осуществления в этом случае уплотнение включает, по меньшей мере, частично полый тор (то есть имеющий внутренний объем), к которому прикреплены волокна, а средства доставки содержат, по меньшей мере, один направляющий масло канал от средств сбора внутрь тора (то есть в его внутренний объем) для пропитывания волокон в их зоне крепления к тору. Смазка волокон уплотнения, таким образом, улучшается.
В соответствии с вариантом осуществления средства сбора масла в верхнем положении турбореактивного двигателя содержат камеру рекуперации масла в масляную суспензию при помощи силы тяжести.
В соответствии с вариантом осуществления средства сбора масла содержат, по меньшей мере, одну нервюру для удержания масла, связанную с канавкой, направляющей масло от нервюры к щеточному уплотнению (канавка образует в данном случае направляющий канал).
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления средства доставки собранного масла содержат источник масла, специфический для масляного уплотнения, то есть предназначенный для его питания.
Изобретение касается также турбореактивного двигателя с герметизирующим устройством с признаками упомянутого выше герметизирующего устройства.
В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
- фиг. 1 изображает общий вид в осевом разрезе турбореактивного двигателя;
- фиг. 2 схематично изображает в осевом разрезе входную камеру турбореактивного двигателя по фиг. 1 в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;
- фиг. 3 изображает частичный вид в поперечном разрезе верхней части камеры по фиг. 2;
- фиг. 4 схематично изображает в осевом разрезе вид входной камеры турбореактивного двигателя по фиг. 1 в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;
- фиг. 5 схематично изображает в осевом разрезе вид входной камеры турбореактивного двигателя по фиг. 1 в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения;
- фиг. 6 изображает частичный вид в поперечном разрезе верней части камеры по фиг. 5 и
- фиг. 7 схематично изображает в осевом разрезе вид входной камеры турбореактивного двигателя по фиг. 1 в соответствии с четвертым вариантом осуществления изобретения.
В соответствии с фиг. 1 турбореактивный двигатель 1 по первому варианту осуществления изобретения содержит классическим образом вентилятор 1а, компрессор низкого давления 1b, компрессор высокого давления 1c, камеру сгорания 1d, турбину высокого давления 1е, турбину низкого давления 1f и выхлопную трубу 1g. Компрессор высокого давления 1c и турбина высокого давления 1е связаны валом высокого давления 2 и образуют с ним корпус высокого давления. Компрессор низкого давления 1b и турбина низкого давления 1f связаны валом низкого давления 3 и образуют с ним корпус низкого давления.
Турбореактивный двигатель 1 содержит статические органы (или неподвижные) и вращающие органы, образующие известным образом различные упомянутые выше функциональные элементы.
Турбореактивный двигатель 1 содержит, по существу, на уровне выходного края корпуса высокого давления "входную камеру" 4, содержащую органы типа подшипников и зубчатых передач, и, по существу, на уровне выходного края корпуса высокого давления "выходную камеру" 5, содержащую органы типа подшипников и зубчатых передач. Эти камеры 4, 5, классически известные специалисту под выражением масляные камеры 4, 5, так как они содержат суспензию из масляных капель, как объяснено ниже.
Турбореактивный реактивный двигатель 1, в общем, вытянут по оси А, которая является осью вращения его вращающихся органов, и, в частности, оси валов низкого давления 3 и высокого давления 2. Ниже в описании понятие продольный, радиальный, внутренний или внешний соотносятся с этой осью А.
Изобретение будет описано в своих различных вариантах осуществления в отношении входной камеры 4, но отсюда следует, что она касается также выходной камеры 5 и, в общем, всех других камер, содержащих органы с масляной суспензией для их смазки.
Входная камера 4 ограничивает объем, в котором размещены органы типа подшипников и зубчатых передач. Конкретнее, во входной камере 4 размещены первый подшипник 6, второй подшипник 7 и третий подшипник 8, причем эти подшипники 6, 7, 8 включают каждый внутреннее кольцо 6а, жестко соединенное с валом низкого давления 3, внешнее кольцо 6b, жестко соединенное с неподвижной конструкцией турбореактивного двигателя, а также средства вращения 6c, такие как шарики или ролики, между кольцами 6а, 6b для обеспечения вращения внутреннего кольца 6а относительно внешнего кольца 6b (только кольца 6а, 6b и средства вращения 6c первого подшипника 6 обозначены на чертежах). Входная камера 4 содержит внутри также внутренний конец 9 вала 10 отбора мощности на вал высокого давления 2, причем этот вал 10 соединен своим внешним концом с коробкой приводов агрегатов (не изображенной на чертеже), в общем, обозначаемой известным образом специалистами выражением AGB (AGB является английским акронимом "Accessory Gear Box").
Входная камера 4 имеет внутренний объем V, ограниченный неподвижными органами и вращающимися органами, точнее стенками неподвижных органов и вращающимися органами. В данном случае входная камера 4 ограничена, в частности, с внутренней стороны крайней входной частью вала низкого давления 3 и деталями, жестко соединенными с этим валом, с входной и внешней стороны кожухом 12, жестко соединенным с неподвижной конструкцией турбореактивного двигателя и удерживающим внешнее кольцо 6b первого подшипника 6, и с выходной стороны - кожухом 13, частично ограничивающим внутреннюю поверхность газовой струи (между компрессором низкого давления 1b и компрессором высокого давления 1c).
Подшипники, заключенные во внутреннем объеме V камеры 4, питаются смазочным маслом известным образом; масло, разбрызгиваемое вращающимися деталями, образует туман (или суспензию) взвешенных капель в камере 4. Такое питание маслом подшипников в камере 4 может быть получено различными путями. В данном случае внутреннее кольцо 6а первого подшипника 6 выполнено с отверстиями (неизображенными) для прохода масла во внутреннюю часть подшипника 6, затем вследствие центрифугирования - к внутреннему объему V камеры 4, как схематично изображено стрелкой F1 на фиг. 2; масло вбрасывается в камеру 4 и, точнее, центрифугируется, так как внутреннее кольцо 6а вращается. В соответствии с другим неизображенным вариантом осуществления один или несколько питающих масляных жиклеров могут быть известным образом расположены вблизи средств вращения 6c первого подшипника 6.
Входная камера 4 содержит, кроме того, с входной стороны герметизирующее уплотнение 14, функцией которого является обеспечение герметичности камеры 4 к маслу между ее вращающимися органами и ее статическими органами, в данном случае между кожухом 12 и валом 3 низкого давления, точнее между кожухом 12 и промежуточной деталью 15, жестко соединенной с валом 3 низкого давления, представленным ниже. Это герметизирующее уплотнение 14 является щеточным уплотнением 14. Оно содержит неподвижный орган 16 в виде кольцевого тора, жестко соединенный со стенкой неподвижной конструкции турбореактивного двигателя (в данном случае соединенный с кожухом 12 неподвижной конструкции), на котором закреплены волокна 17 или щетинки 17, в данном случае выполненные на основе углерода, предназначенные для обеспечения контакта со стенкой вращающегося органа турбореактивного двигателя. Неподвижный орган 16 в виде тора является твердым и выполнен, например, из металла, в данном случае из стали. Точнее, в данном случае кожух 12 неподвижной конструкции на своей входной части содержит канавку, в которой расположен неподвижный орган 16 в виде тора, который блокируется в этом положении гайкой 18 известным образом.
Камера 4 расположена с входной стороны вблизи входного конца вала 3 низкого давления. Внутреннее кольцо 6а подшипника 6 закреплено неподвижно непосредственно на валу 3 низкого давления. Последний содержит на входе этого внутреннего кольца 6а и на расстоянии от него радиальное плечико 3′, образующее реборду, обращенную к внешней стороне. Между внутренним кольцом 6а и радиальным плечиком 3′ закреплена промежуточная деталь 15, выполняющая множество функций. Эта промежуточная деталь в данном случае выполнена моноблочной; речь идет, в общем, об элементе вращения; она содержит первую продольную часть 15а кольцевой формы со стороны выхода, продолжающуюся радиальной частью 15b, из которой выходят две части, а именно радиальный фланец 15c и вторая кольцевая продольная часть 15d, входной край которой 15е закреплен на валу 3 низкого давления. Первая выходная продольная часть 15а промежуточной детали 15 закреплена между внутренним кольцом 6а и плечиком 3′ вала низкого давления и выполняет функцию крепления промежуточной детали 15. Ее радиальная часть 15b вытянута вдоль радиальной стенки от плечика 3′ и за ее наружный край. Ее радиальный фланец 15с образует экран для масла, питающего камеру 4 из внутреннего кольца 6а первого подшипника 6, чтобы оно не выбрасывалось непосредственно на герметизирующее уплотнение 14; специалисты обычно говорят о работе фланца 15c, образующего экран для капель масла, как о "каплеотражателе"; он позволяет, в частности, в данном случае управлять питанием уплотнения 14 маслом. Вторая кольцевая продольная часть 15d имеет наружную поверхность 15f, образующую дорожку для волокон 17 щеточного уплотнения 14, другими словами, эта поверхность 15f предназначена для того, чтобы свободные концы волокон 17 входили с ней в контакт; отмечается, что промежуточная деталь 15 жестко соединена с валом 3 низкого давления и, таким образом, приводится во вращение вместе с ним, тогда как щеточное уплотнение 14 является неподвижным, потому что оно жестко соединено с неподвижной конструкцией. Волокна 17 уплотнения 14 предпочтительно наклонены в поперечной плоскости в направлении вращения вала 3 низкого давления известным образом, чтобы сопровождать вращение дорожки 15, с которой они находятся в контакте.
В соответствии с изобретением уплотнение 14 питается смазочным маслом h, чтобы создать, направить и привести в движение масляный поток вдоль его волокон 17, обеспечивая, таким образом, прохождение масла вдоль волокон 17 и гарантируя, следовательно, эффективность уплотнения 14 и стабильность этой эффективности, как указано выше во вводной части описания.
В первом варианте осуществления, представленном на фиг. 2 и 3, турбореактивный двигатель 1 содержит резервуар 19 для сбора масла h при помощи силы тяжести в масляной суспензии камеры 4. Этот резервуар 19 выполняет, таким образом, функцию улавливания или сбора части масляной суспензии во внутреннем объеме V камеры 4. Турбореактивный двигатель 1 содержит, кроме того, каналы 20 для транспортировки и направления масла из резервуара 19 к щеточному уплотнению 14 и, точнее, к неподвижному концу его волокон 17.
Верх и низ, а также понятие верхний и нижний определены относительно вертикали, последняя для турбореактивного двигателя представляет собой вертикальное направление в его монтажном положении в самолете при стоянке, то есть когда самолет находится в горизонтальной плоскости. Вертикальная ось В пунктирно изображена на чертежах. Ось А турбореактивного двигателя 1 является, таким образом, горизонтальной на чертежах.
Точнее говоря, на фиг. 3 резервуар 19 расположен в верхнем положении турбореактивного двигателя 1. Он выполнен в виде камеры, закрытой со всех сторон за исключением верхней поверхности. Точнее говоря, он образован задней стенкой 19а, которая находится напротив входной стенки 19b, образованной внутренней частью кожуха 12 неподвижной конструкции, нижней (внутренней) стенкой 19c, образованной загибом (к выходу) кожуха 12 неподвижной конструкции и связывающей входные стенки 19b и 19а, и двумя боковыми стенками 19d, 19е, расположенными с обеих сторон. Его верхняя поверхность 19f является открытой. Выходная стенка 19а и боковые стенки 19d, 19е являются плоскими вертикальными стенками, а нижняя стенка 19c отслеживает кольцевую форму кожуха, и верхняя открытая поверхность 19f является горизонтальной.
Масло выбрасывается на внутреннюю поверхность кожуха 12 неподвижной конструкции, как схематично представлено по стрелке F1. Часть масла находится в виде суспензии в камере 4 и на различных органах, которые она содержит; часть масла струится по внутренней поверхности кожуха 12 неподвижной конструкции и стекает вследствие силы тяжести с верхней части турбореактивного двигателя 1 вниз; действительно, кожух 12 имеет коническую форму, уменьшающуюся от выхода к входу, и обеспечивает, таким образом, упомянутое стекание. Часть этого масла проходит, таким образом, вдоль одной из стенок 19b камеры 4 в резервуар 19, где оно скапливается, образуя масляную ванну h.
Каналы 20 простираются радиально и открываются с одной стороны в резервуар 19, а с другой стороны вблизи наружной стороны волокон 17 щеточного уплотнения 14, при этом каналы 20 огибают неподвижный орган 16 для направления масла к верхней стороне или неподвижному концу волокон 17. В данном случае, точнее говоря, турбореактивный двигатель 1 содержит два канала 20, расположенных с обеих сторон резервуара 19, как видно на фиг. 3. Масло h, содержащееся в резервуаре 19, вследствие силы тяжести стекает в каналы 20 и питает кольцевую камеру 22 (на 360°), выполненную между внутренней частью выходной стенки 19а, образуя резервуар 19, и внутренней частью неподвижного органа 16 щеточного уплотнения 14; кольцевая камера 22 "утоплена" в масле, то есть ее объем полностью заполнен маслом. Множество малых каналов 23, в данном случае просверленные эквидистантные лунки, направляющие масло из кольцевой камеры 22 к волокнам 17, обеспечивают распространение масла вдоль волокон 17 благодаря совместному эффекту силы тяжести и капиллярности. Расход масла h, питающего щеточное уплотнение 14, регулируется и определяется объемом резервуара 19 и размерами кольцевой камеры 22 и каналов 20, 23. Масло стекает вдоль волокон 17 уплотнения 14 до дорожки 15f, с которой эти волокна 17 находятся в контакте.
Кроме того, щеточное уплотнение 14 предназначено для пропускания газового (воздушного) потока снаружи внутрь V камеры 4, как обозначено стрелкой F2. Этот газовый поток известным образом мешает утечке масла из камеры 4. Кроме того, этот газовый поток образует средство удаления масла, когда оно достигает внутреннего конца волокон 17 уплотнения 14 и дорожки 15f, способствуя, таким образом, прохождению масла вдоль волокон 17. Точнее, газовый поток комбинируется с каплеотражателем 15c для удаления масла h: масло переносится газовым потоком F2 до каплеотражателя 15c, которым оно центрифугируется в камеру 4, где оно находится в суспензии в форме капель. Газовый поток F2 проходит по камере 4 и удаляется по каналам удаления масла или маслоуловителей (неизображенных, но известных и представленных во вводной части описания) для дальнейшего направления в газоотводящую трубу 21, которая известным образом концентрически проходит по валу 3 низкого давления.
Попутно отмечается, что в случае когда самолет занимает положение, в котором резервуар не ориентирован горизонтально, масло может вылиться из последнего; это может быть, например, при военном применении при полете истребителя на спине. В случае необходимости это не имело бы проблемных последствий, так как такая ситуация долго не продолжается, поэтому временное прерывание питания маслом не является проблематичным.
Ниже будут описаны другие формы осуществления турбореактивного двигателя по изобретению. Эти варианты осуществления весьма близки к предыдущей форме осуществления, изменены только элементы в связи с питанием маслом щеточного уплотнения 14. Поэтому для упрощения описания позиции, используемые для обозначения элементов турбореактивных двигателей по фиг. 4-7, совпадают с позициями идентичных, эквивалентных, подобных или сравнимых по конструкции или функции элементов турбореактивного двигателя по фиг. 1-3. Впрочем, описание турбореактивного двигателя по фиг. 1-3 по совокупности не повторяется, это описание применимо к турбореактивным двигателям по фиг. 4-7, поскольку не имеется несовместимости. Будут описаны только существенные конструктивные и функциональные различия.
В соответствии с вариантами осуществления стрелками F3 обозначены одна или несколько возможных траекторий капель масла h.
В варианте осуществления по фиг. 4 герметизирующее устройство тоже содержит резервуар 19 для рекуперации (или улавливания или отбора) с помощью силы тяжести масла h из масляной суспензии камеры 4 и каналы 20 для направления масла из резервуара 19 к щеточному уплотнению 14. Каналы 24, кроме того, выполнены в торе 16, удерживающем волокна 17, который выполнен полым; они открываются с одной стороны в каналы 20 для транспортировки масла из резервуара 19 и с другой стороны во внутренний объем неподвижного органа 16 в виде тора, содержащий радиально внешние концы или неподвижные концы волокон 17. Таким образом, каналы 20, 24 предназначены для жидкостной связи масляного резервуара 19 c радиально внешним неподвижным концом волокон 17, обеспечивая, таким образом, непосредственно пропитывание волокон 17 маслом через их внешний конец. Следовательно, улучшается прохождение масла вдоль волокон 17. Как и ранее, масло h удаляется с внутренней стороны волокон 17 для улучшения его циркуляции и исключения его скапливания на волокнах 17.
В варианте осуществления по фиг. 5 герметизирующее устройство содержит средства рекуперации масла в масляную суспензию камеры 4, содержащие, по меньшей мере, пару нервюр 25 для остановки или удержания масла и канавку 26, направляющую масло из нервюры 25 к волокнам 17 уплотнения 14; в данном случае оно содержит четыре пары нервюр 25 и одну канавку 26, которые распределены в верхнем положении турбореактивного двигателя, как изображено на фиг. 6. Точнее, каждая нервюра 25 простирается радиально наружу от внешней поверхности внутренней стенки 19c, образованной загибом (к выходу) кожуха 12 неподвижной конструкции; она расположена продольно по всей длине этой внутренней стенки 19c; ее функцией является образование удерживающего барьера для масла, стекающего вдоль внешней поверхности этой стенки 19c; часть масла, таким образом, удерживается точно на входе каждой нервюры 25, а остальная часть перетекает через нее. Каждая канавка 26 выполнена в выходной поверхности выходной стенки 27 канавки, в которой размещен неподвижный орган 16 в виде тора. Канавка 26 расположена радиально вдоль этой выходной стенки 27; она, кроме того, выполнена точно над нервюрой 25 на уровне барьера для масла, которое, таким образом, направляется в канавку 26 из зоны удержания над нервюрой 25. Масло, таким образом, направляется к внутренней части волокон 17, по которым оно распределяется вследствие совмещения эффектов силы тяжести и капиллярности; масло в данном случае удаляется таким же образом, как и в предыдущих вариантах осуществления.
Вариант осуществления по фиг. 5 является предпочтительным вариантом воплощения изобретения. Действительно, он является простым в изготовлении, так как достаточно только пары нервюр 25 и канавок 26. Его функционирование является, кроме того, весьма простым, так как масло вследствие силы тяжести поступает вниз турбореактивного двигателя, удерживается в этом движении нервюрами 25 и направляется от этих нервюр 25 к уплотнению 14 по канавкам 26.
В варианте осуществления по фиг. 7 герметизирующее устройство содержит средства питания маслом из источника специально предназначенного для питания маслом щеточного уплотнения 14. Точнее, устройство содержит каналы 28 для направления масла от вала низкого давления 3 (питаемые тем же источником масла, что и масло, поступающее в подшипник 6); именно эти каналы 28 образуют специально предназначенный для этого источник масла. Масло направляется к отверстиям 29, выполненным во второй продольной кольцевой части 15d промежуточной детали 15 в основании каплеотражателя 15c; эти отверстия 29 выполнены в количестве двух, но может быть предусмотрено различное количество. Масло вследствие центробежного эффекта отбрасывается к ковшу, образованному скругленной стенкой 30, выступающей из выходной стенки 27 канавки, в которой размещен неподвижный орган 16 в виде тора. В выходной стенке 27 канавки под ковшом выполнены каналы 31, сообщающиеся с кольцевой камерой 22, расположенной между внутренней частью выходной стенки 19а, образующей резервуар 19, и внутренней частью неподвижного органа 16 в виде тора щеточного уплотнения 14; стенка 30, образующая ковш, таким образом, в конечном итоге предназначена для направления отбрасываемого на нее и проходящего по ней масла в кольцевую камеру 22, которая в данном случае, "утоплена" в масле, то есть ее объем полностью заполнен маслом. Так же, как в варианте осуществления по фиг. 2, просверлено множество каналов 23 для транспортировки масла из кольцевой камеры 22 к неподвижным концам волокон 17, обеспечивающих распространение масла вдоль волокон 17. В данном случае масло удаляется таким же образом, как и в предыдущих вариантах осуществления.
Изобретение было представлено в отношении предпочтительных вариантов осуществления, но отсюда не следует, что не могут быть представлены другие варианты осуществления. В частности, характеристики различных представленных сходных вариантов осуществления могут быть скомбинированы между собой.

Claims (6)

1. Герметизирующее устройство, приспособленное для реализации камеры (4, 5), образованной, по меньшей мере, одним вращающимся органом (3, 15) и, по меньшей мере, одним неподвижным органом (12, 13) турбореактивного двигателя (1), предназначенная для удержания взвеси капель смазочного масла (h), содержащее, по меньшей мере, одно щеточное уплотнение (14) с плотно расположенными рядом волокнами (17), ориентированными радиально в направлении вращающегося органа (3, 15) и прикрепленными одним из своих концов к неподвижному органу (16), жестко соединенному с упомянутым неподвижным органом (12), при этом упомянутое уплотнение предназначено для обеспечения герметичности между упомянутым вращающимся органом (15) и упомянутым неподвижным органом (12), отличающееся тем, что оно содержит средства (12, 19, 25, 30) для сбора части масла, проходящего вдоль одной из стенок (19b, 30) упомянутой камеры (4, 5), а также средства (20, 22, 23, 24, 26) направления упомянутого собранного масла (h) к неподвижному концу волокон (17) упомянутого щеточного уплотнения (14).
2. Устройство по п. 1, в котором упомянутые средства направления содержат, по меньшей мере, один канал (20, 22, 24, 26) для направления масла (h) при помощи силы тяжести из средств (12, 19, 25) для сбора к щеточному уплотнению (14).
3. Устройство по п. 2, в котором уплотнение (14) содержит, по меньшей мере, частично полый тор (16), к которому прикреплены волокна (17), при этом средства направления содержат, по меньшей мере, один канал (24) для направления масла (h) из средств (19) для сбора к внутренней части тора (16) для пропитки волокон (17) в их зоне крепления к тору (16).
4. Устройство по п. 2, в котором средства для сбора масла содержат в верхнем положении турбореактивного двигателя (1) резервуар (19) для рекуперации при помощи силы тяжести масла (h), циркулирующего вдоль одной из стенок.
5. Устройство по п. 2, в котором средства для сбора масла содержат, по меньшей мере, одну нервюру (25) для удержания масла, связанную с канавкой (26) для направления масла (h) от нервюры (25) к щеточному уплотнению (14).
6. Турбореактивный двигатель с герметизирующим устройством, содержащим признаки герметизирующего устройства по п. 1.
RU2012144325/06A 2010-03-26 2011-03-23 Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя RU2568723C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1052237 2010-03-26
FR1052237A FR2957976B1 (fr) 2010-03-26 2010-03-26 Dispositif d'etancheite pour une enceinte d'huile d'un turboreacteur
PCT/FR2011/050621 WO2011117542A1 (fr) 2010-03-26 2011-03-23 Dispositif d'etancheite pour une enceinte d'huile d'un turboreacteur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012144325A RU2012144325A (ru) 2014-05-10
RU2568723C2 true RU2568723C2 (ru) 2015-11-20

Family

ID=42938217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012144325/06A RU2568723C2 (ru) 2010-03-26 2011-03-23 Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9115592B2 (ru)
EP (1) EP2553221B1 (ru)
CN (1) CN102812209B (ru)
BR (1) BR112012024045A2 (ru)
CA (1) CA2794201A1 (ru)
FR (1) FR2957976B1 (ru)
RU (1) RU2568723C2 (ru)
WO (1) WO2011117542A1 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2997470B1 (fr) * 2012-10-30 2016-09-09 Snecma Dispositif de fixation par vissage d'un joint a brosse pour l'etancheite d'une enceinte de lubrification de turbomachine.
FR2998922B1 (fr) * 2012-12-05 2018-06-15 Safran Aircraft Engines Etancheite d'enceintes de turbomachine realisee par joint a brosse et labyrinthe
WO2014138617A1 (en) 2013-03-08 2014-09-12 United Technologies Corporation Fluid-cooled seal arrangement for a gas turbine engine
FR3005487B1 (fr) 2013-05-13 2015-06-05 Snecma Ensemble formant joint d'etancheite pour une turbomachine comportant des moyens de lubrification d'un joint a brosse
EP2808595B1 (fr) * 2013-05-27 2018-11-21 Safran Aero Boosters SA Réservoir et procédé pour sa fabrication
FR3007069B1 (fr) * 2013-06-12 2015-07-17 Snecma Tourillon pour turbine haute pression, et turboreacteur incluant un tel tourillon
WO2015094463A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 United Technologies Corporation Seal runner
FR3027628B1 (fr) * 2014-10-28 2019-07-12 Safran Aircraft Engines Capot de recuperation d’huile de lubrification pour un equipement de turbomachine
FR3035154B1 (fr) * 2015-04-17 2017-05-05 Snecma Dispositif d'etancheite pour enceinte a huile de palier de turbomachine
FR3062681B1 (fr) * 2017-02-07 2020-11-20 Safran Aircraft Engines Turboreacteur a architecture de paliers optimisee pour le support d'un arbre basse pression
US11028717B2 (en) 2017-06-26 2021-06-08 Raytheon Technologies Corporation Bearing assembly for gas turbine engines
CN107269397B (zh) * 2017-08-18 2019-05-21 中国科学院工程热物理研究所 一种轻质轴承座结构
US11248492B2 (en) 2019-03-18 2022-02-15 Raytheon Technologies Corporation Seal assembly for a gas turbine engine
US11319836B2 (en) * 2019-08-14 2022-05-03 Pratt & Whitney Canada Corp. Lubricant drain conduit for gas turbine engine
US11280208B2 (en) 2019-08-14 2022-03-22 Pratt & Whitney Canada Corp. Labyrinth seal assembly
CN113356944B (zh) * 2021-07-01 2023-01-17 中国航发沈阳发动机研究所 一种适于航空发动机的双层壁堵盖式轴承腔收油引气结构
KR102696916B1 (ko) * 2022-07-12 2024-08-19 현대트랜시스 주식회사 오일 가이드 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1215422A2 (en) * 2000-12-15 2002-06-19 General Electric Company A brush seal for a bearing cavity
RU2206807C2 (ru) * 1999-01-27 2003-06-20 Открытое акционерное общество Самарский научно-технический комплекс им. Н.Д.Кузнецова Щеточное уплотнение
RU2208190C2 (ru) * 1999-12-23 2003-07-10 Мту Аэро Энджинз Гмбх Щеточное уплотнение
DE102009025941A1 (de) * 2008-06-09 2009-12-10 General Electric Company Dichtungssysteme für Rotationsmaschinen und Verfahren für deren Veränderung
RU2008126324A (ru) * 2007-06-29 2010-01-10 Снекма (Fr) Динамическое щеточное уплотнение, турбина, содержащая такое уплотнение, и газотурбинный двигатель

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3529698A (en) * 1967-05-05 1970-09-22 Gen Electric Self-operating lubrication system for gear drive units
GB2111607B (en) * 1981-12-08 1985-09-18 Rolls Royce Bearing chamber pressurisation system for a machine
FR2690493B1 (fr) * 1992-04-23 1996-10-25 Snecma Joint annulaire a brosse.
US6070881A (en) * 1995-12-08 2000-06-06 Siemens Aktiengesellschaft Configuration for sealing a leadthrough gap between a wall and a shaft
US6027121A (en) * 1997-10-23 2000-02-22 General Electric Co. Combined brush/labyrinth seal for rotary machines
FR2787165B1 (fr) * 1998-12-10 2001-01-12 Snecma Joint a brosse a double contact
CN1399706A (zh) * 1999-10-12 2003-02-26 Alm开发公司 用于涡轮机的轴承润滑系统
US6609888B1 (en) * 2000-04-24 2003-08-26 Watson Cogeneration Company Method and apparatus for reducing contamination in an axial compressor
US6378873B1 (en) * 2000-06-02 2002-04-30 General Electric Company Low flow fluid film seal for hydrogen cooled generators
US6572115B1 (en) * 2001-12-21 2003-06-03 General Electric Company Actuating seal for a rotary machine and method of retrofitting
US20040256807A1 (en) * 2003-06-23 2004-12-23 Nitin Bhate Retrofittable non-metallic brush seal assembly
US6887038B2 (en) * 2003-09-02 2005-05-03 General Electric Company Methods and apparatus to facilitate sealing between rotating turbine shafts
FR2860040B1 (fr) * 2003-09-19 2006-02-10 Snecma Moteurs Realisation de l'etancheite dans un turboreacteur pour le prelevement cabine par un joint a brosse
GB0423923D0 (en) * 2004-10-28 2004-12-01 Rolls Royce Plc Segmented annular seal for a gas turbine engine
FR2936273B1 (fr) * 2008-09-22 2010-10-29 Snecma Procede et systeme de lubrification d'une turbomachine
FR2967748B1 (fr) * 2010-11-24 2013-09-20 Snecma Systeme d'etancheite a joint annulaire a brosse

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2206807C2 (ru) * 1999-01-27 2003-06-20 Открытое акционерное общество Самарский научно-технический комплекс им. Н.Д.Кузнецова Щеточное уплотнение
RU2208190C2 (ru) * 1999-12-23 2003-07-10 Мту Аэро Энджинз Гмбх Щеточное уплотнение
EP1215422A2 (en) * 2000-12-15 2002-06-19 General Electric Company A brush seal for a bearing cavity
RU2008126324A (ru) * 2007-06-29 2010-01-10 Снекма (Fr) Динамическое щеточное уплотнение, турбина, содержащая такое уплотнение, и газотурбинный двигатель
DE102009025941A1 (de) * 2008-06-09 2009-12-10 General Electric Company Dichtungssysteme für Rotationsmaschinen und Verfahren für deren Veränderung

Also Published As

Publication number Publication date
EP2553221A1 (fr) 2013-02-06
CA2794201A1 (fr) 2011-09-29
US9115592B2 (en) 2015-08-25
CN102812209A (zh) 2012-12-05
BR112012024045A2 (pt) 2016-08-30
FR2957976B1 (fr) 2013-04-12
US20130015018A1 (en) 2013-01-17
CN102812209B (zh) 2015-02-18
FR2957976A1 (fr) 2011-09-30
WO2011117542A1 (fr) 2011-09-29
EP2553221B1 (fr) 2016-05-18
RU2012144325A (ru) 2014-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2568723C2 (ru) Герметизирующее устройство для масляной камеры турбореактивного двигателя
RU2709066C2 (ru) Устройство подачи масла для редуктора с эпициклоидной передачей
JP6169879B2 (ja) オイルシールの上流の渦巻ポンピング効果の緩和
US9944399B2 (en) Seal assembly for a bearing assembly in a gas turbine engine
US9353647B2 (en) Wide discourager tooth
US10502081B2 (en) Turbomachine bearing housing
US20110047959A1 (en) Air particle separator for a gas turbine engine
US9989143B2 (en) Shroud assembly
US9017014B2 (en) Aft outer rim seal arrangement
RU2584365C2 (ru) Система отбора воздуха для осевой турбомашины
JP2015513648A (ja) 遊星減速歯車装置から潤滑油を回収する装置
US20120027569A1 (en) Rotating machine with shaft sealing arrangement
US11028717B2 (en) Bearing assembly for gas turbine engines
BR112017026420B1 (pt) Separador centrífugo
EP3633156B1 (en) Sump auxiliary vent system
US11549641B2 (en) Double journal bearing impeller for active de-aerator
CN110520654B (zh) 周转齿轮系
RU2657105C2 (ru) Цапфа для турбины высокого давления и турбореактивный двигатель, включающий в себя такую цапфу
US11352906B2 (en) Dynamic sealing between two rotors of an aircraft turbomachine
US11220929B2 (en) Dynamic sealing between two rotors of an aircraft turbomachine
US11125110B2 (en) Method and system to supply oil to a multi-film oil damper
US10392978B2 (en) Filtering of a flow of gas/particles

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170324