RU2578762C1

RU2578762C1 - Centrifugal gear-type oil pump

Info

Publication number: RU2578762C1
Application number: RU2014153725/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Голубов; Вадим Георгиевич Семёнов; Евгений Ювенальевич Марчуков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО"
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2016-03-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to centrifugal gear oil pumps used in oil systems of aircraft gas turbine engines. Centrifugal gear-type oil pump includes housing located in gear housing bores with oil feed channels connected to the suction cavity, and made integrated with gears of drive and driven rotors arranged in thrust bearings arranged in housing cavities facing towards the drive cavity to the pump. Cavity of thrust bearings of the driven rotor is insulated from the drive cavity. Cavity of drive rotor bearings is interconnected with drive cavity and connected via valves with cavity of driven rotor thrust bearings, which is additionally connected vis line to suction cavity.

EFFECT: invention allows to ensure forced circulation of lubrication through thrust bearings of two rotors without using auxiliary pumps, which increases reliability and simplifies its design.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и касается устройства центробежно-шестеренных маслонасосов, применяемых в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) для подачи и откачки масла.The invention relates to the field of mechanical engineering and relates to the device of centrifugal-gear oil pumps used in oil systems of aircraft gas turbine engines (GTE) for supplying and pumping oil.

Известен центробежно-шестеренный маслонасос, содержащий расположенные в расточках корпуса шестерни с каналами подвода масла, подключенными в полость всасывания, и выполненные за одно целое с шестернями ведущий и ведомый роторы, установленные в опорных подшипниках, размещенных в полостях корпуса, обращенных в сторону привода (см. патент №2484308 МПК F04D 13/12, F04C 11/00, опубл. 10.06.2013 г.).A centrifugal-gear oil pump is known, containing gears located in the bores of the housing with oil supply channels connected to the suction cavity, and the leading and driven rotors installed in one piece with the gears installed in the thrust bearings located in the body cavities facing the drive side (see patent No. 2484308 IPC F04D 13/12, F04C 11/00, publ. 06/10/2013).

В известном насосе при вертикальном расположении приводной рессоры в полостях корпуса, где установлены опорные подшипники роторов, благодаря барбатажу смазки со стороны полости привода, скапливается масло в замкнутых пространствах.In the known pump with a vertical arrangement of the drive springs in the cavities of the housing where the thrust bearings of the rotors are installed, oil is accumulated in confined spaces due to the bubbling of the lubricant from the side of the drive cavity.

Принимая во внимание большую частоту вращения центробежно-шестеренных насосов (до 10000 об/мин и более), смазка в полостях опорных подшипников роторов быстро перегревается с образованием смолистых отложений и кокса, что может привести к заклиниванию подшипников и снижает надежность работы насоса. Следует заметить, что при горизонтальном расположении приводной рессоры насоса подобной проблемы не возникает, так как смазка, попадающая в полости опорных подшипников роторов, имеет естественный сток в сторону полости привода; однако в маслосистеме авиационного ГТД есть место, где избежать использования вертикальной рессоры для привода насоса не удается (например, при размещении насоса под промежуточным корпусом с приводом от ротора двигателя).Taking into account the high speed of centrifugal gear pumps (up to 10,000 rpm and more), the lubrication in the cavities of the rotor support bearings quickly overheats with the formation of tarry deposits and coke, which can lead to jamming of the bearings and reduces the reliability of the pump. It should be noted that with a horizontal arrangement of the drive spring of the pump, this problem does not arise, since the lubricant entering the cavity of the thrust bearings of the rotors has a natural drain towards the drive cavity; however, there is a place in the aircraft engine oil system where it is not possible to avoid using a vertical spring to drive the pump (for example, when placing the pump under an intermediate casing driven by the engine rotor).

Установка уплотнений, отделяющих полости опорных подшипников роторов от полости приводной рессоры, усложняет конструкцию насоса и не решает проблему надежности, так как не обеспечивает смазку и охлаждение подшипников.The installation of seals separating the cavities of the supporting bearings of the rotors from the cavity of the drive spring complicates the design of the pump and does not solve the reliability problem, since it does not provide lubrication and cooling of the bearings.

Задача изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы насоса.The objective of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the pump.

Указанная задача решается тем, что в известном центробежно-шестеренном маслонасосе, содержащем расположенные в расточках корпуса шестерни с каналами подвода масла, подключенными в полость всасывания, и выполненные за одно целое с шестернями ведущий и ведомый роторы, установленные в опорных подшипниках, размещенных в полостях корпуса, обращенных в сторону привода, согласно изобретению полость опорных подшипников ведомого ротора изолирована от полости привода, а полость опорных подшипников ведущего ротора сообщена с полостью привода и соединена каналами с полостью опорных подшипников ведомого ротора, которая дополнительно подключена магистралью к полости всасывания.This problem is solved by the fact that in the known centrifugal-gear oil pump containing gears located in the bores of the housing with oil supply channels connected to the suction cavity, and leading and driven rotors installed in one piece with gears installed in the thrust bearings located in the housing cavities facing the drive, according to the invention, the cavity of the thrust bearings of the driven rotor is isolated from the cavity of the drive, and the cavity of the thrust bearings of the drive rotor is in communication with the cavity of the drive and connected by channels to the cavity of the thrust bearings of the driven rotor, which is additionally connected by a highway to the suction cavity.

Для интенсификации охлаждения опорных подшипников роторов целесообразно полость всасывания разделить перегородкой на две автономные полости, каждая из которых сообщена с каналами подвода масла своей шестерни, причем одну из полостей подключить к магистрали.To intensify the cooling of the rotor support bearings, it is advisable to divide the suction cavity by a partition into two autonomous cavities, each of which is connected to the oil supply channels of its gear, and connect one of the cavities to the line.

При реализации предложения исключаются застойные зоны в полостях опорных подшипников обоих роторов насоса и обеспечивается принудительная циркуляция смазки через опорные подшипники роторов без использования вспомогательных насосов, что упрощает конструкцию устройства.When implementing the proposal, stagnant zones in the cavities of the support bearings of both pump rotors are eliminated and forced lubrication circulation through the support bearings of the rotors without the use of auxiliary pumps is ensured, which simplifies the design of the device.

На чертеже представлен общий вид центробежно-шестеренного маслонасоса.The drawing shows a General view of a centrifugal gear oil pump.

В расточках корпуса 1 расположена находящаяся в зацеплении пара шестерен 2 и 3, в ступице которых выполнены каналы 4 подвода масла в межзубовые впадины, подключенные в полость всасывания, разделенную перегородкой 5 на две автономные и равные по объему камеры 6 и 7. Камера 6 сообщена через каналы 4 с межзубовыми впадинами шестерни 3.In the bores of the housing 1 is located a gear pair of gears 2 and 3, in the hub of which there are channels 4 for supplying oil to the interdental cavities connected to the suction cavity, divided by the partition 5 into two independent and equal in volume chambers 6 and 7. The chamber 6 is communicated through channels 4 with interdental cavities of gear 3.

Шестерни 2 и 3 изготовлены за одно целое с ведущим 8 и ведомым 9 роторами соответственно. Ведущий ротор 8 соединяется с приводной вертикальной рессорой (на чертеже не показано). Роторы 8 и 9 установлены в опорные подшипники, соответственно 10 и 11, размещенные в полостях 12 и 13 корпуса 1, состоящего из двух частей. Полости 12 и 13 обращены в сторону полости привода 14, через которую проходит ведущий ротор 8 и приводная рессора. Полость 12 через верхний опорный подшипник 10 и кольцевое пространство между ведущим ротором 8 и корпусом 1 сообщена с полостью 14 привода к насосу, а через канал 15 - с полостью 13, которая, в свою очередь, подключена к магистрали 16 и изолирована от полости 14. Магистраль 16 выведена внутрь камеры 7, а камера 6 сообщена с заборным патрубком 17 подвода масла к насосу. Полость 13 отделена от полости 14 герметичной заглушкой 18.Gears 2 and 3 are made in one piece with the leading 8 and driven 9 rotors, respectively. The driving rotor 8 is connected to a vertical drive spring (not shown in the drawing). The rotors 8 and 9 are installed in the thrust bearings, respectively 10 and 11, placed in the cavities 12 and 13 of the housing 1, which consists of two parts. Cavities 12 and 13 face the drive cavity 14, through which the driving rotor 8 and the drive spring pass. The cavity 12 through the upper support bearing 10 and the annular space between the driving rotor 8 and the housing 1 is connected with the cavity 14 of the drive to the pump, and through the channel 15 - with a cavity 13, which, in turn, is connected to the highway 16 and isolated from the cavity 14. The line 16 is brought inside the chamber 7, and the chamber 6 is in communication with the intake pipe 17 for supplying oil to the pump. The cavity 13 is separated from the cavity 14 by a sealed plug 18.

При работе центробежно-шестеренный маслонасос приводится во вращение через закрепленную на конце ведущего ротора 8 вертикальную рессору (не показана). Шестерни 2 и 3 начинают вращаться, а в полость 14 поступают частицы смазки, так как приводная рессора и ведущий вал 8 расположены в той полости двигателя, где происходит интенсивный барботаж масла. Из полости 14 поток масла через подшипник 10 ведущего ротора 8 и полость 12 по каналу 15 перетекает в полость 13, где смазывает и охлаждает опорные подшипники 11 ведомого ротора 9 и поступает в магистраль 16, которая подключена к изолированной камере 7, отделенной заборным патрубком 17. Через каналы 4 в межзубовых впадинах шестерен 2 и 3 масло переправляется в полость нагнетания на выход из насоса.During operation, the centrifugal gear oil pump is driven into rotation through a vertical spring (not shown) fixed at the end of the driving rotor 8. Gears 2 and 3 begin to rotate, and lubricant particles enter cavity 14, since the drive spring and drive shaft 8 are located in that cavity of the engine where oil is bubbled intensively. From the cavity 14, the oil flow through the bearing 10 of the driving rotor 8 and the cavity 12 through the channel 15 flows into the cavity 13, where it lubricates and cools the thrust bearings 11 of the driven rotor 9 and enters the highway 16, which is connected to the insulated chamber 7 separated by the intake pipe 17. Through channels 4 in the interdental cavities of gears 2 and 3, oil is transported to the discharge cavity to exit the pump.

Предложенный маслонасос позволяет обеспечить принудительную циркуляцию смазки через опорные подшипники сразу двух роторов без использования вспомогательных устройств (насосов), что, по мнению заявителя, повышает надежность работы насоса и упрощает его конструкцию.The proposed oil pump allows for the forced circulation of lubricant through the thrust bearings of two rotors at once without the use of auxiliary devices (pumps), which, according to the applicant, increases the reliability of the pump and simplifies its design.

Claims

1. A centrifugal-gear oil pump, comprising gears located in the bores of the housing with oil supply channels connected to the suction cavity and integral with the gears of the drive and driven rotors installed in the thrust bearings located in the body cavities facing the drive cavity to the pump, characterized in that the cavity of the thrust bearings of the driven rotor is isolated from the drive cavity, and the cavity of the bearings of the driving rotor is in communication with the drive cavity and is connected by channels to the support cavity driven rotor bearings, which further manifold connected to the suction cavity.

2. The centrifugal gear oil pump according to claim 1, characterized in that the suction cavity is divided by a partition into two autonomous cavities, each of which is connected to the oil supply channels of its gear, one of the cavities being connected to the main connecting it to the cavity of its pillow block bearing .