RU2669662C1 - Method of operating gas-turbine engine (gte) oil unit and gte oil unit operating therewith (options) - Google Patents
Method of operating gas-turbine engine (gte) oil unit and gte oil unit operating therewith (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669662C1 RU2669662C1 RU2017139107A RU2017139107A RU2669662C1 RU 2669662 C1 RU2669662 C1 RU 2669662C1 RU 2017139107 A RU2017139107 A RU 2017139107A RU 2017139107 A RU2017139107 A RU 2017139107A RU 2669662 C1 RU2669662 C1 RU 2669662C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- gear
- wheels
- pump
- wheel
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 217
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 31
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 17
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 17
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 15
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 10
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 239000010913 used oil Substances 0.000 claims description 8
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 6
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 5
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/06—Arrangements of bearings; Lubricating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- General Details Of Gearings (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения, а именно, к конструкциям и способам работы откачивающих насосов в составе маслоагрегата системы смазки нагруженных узлов газотурбинных двигателей авиационного типа, используемых в нефтегазовой и энергетической промышленности.The group of inventions relates to the field of aircraft engine manufacturing, namely, to the designs and methods of operation of pumping pumps as part of the oil unit of the lubrication system of loaded units of aircraft-type gas turbine engines used in the oil and gas and energy industries.
Из существующего уровня техники известен способ работы маслоагрегата газотурбинного двигателя, который содержит шестеренный насос, включающий несколько совместно установленных в едином корпусе маслоагрегата параллельно работающих секций, состоящих из пары находящихся в зацеплении шестерен, установленных на двух общих валах, один из которых ведущий (М.М. Бич, Е.В. Вейнберг, Д.Н. Сурнов. Смазка авиационных газотурбинных двигателей. Москва, Машиностроение, 1979 г., с. 97, рис. 4.51).From the existing level of technology there is known a method of operating an oil-driven unit of a gas turbine engine, which contains a gear pump, including several sections operating in parallel in a single oil-unit housing, consisting of a pair of engaged gears mounted on two common shafts, one of which is the leading one (M.M. Beach, E.V. Weinberg, D.N. Surnov, Lubrication of Aviation Gas Turbine Engines, Moscow, Mechanical Engineering, 1979, p. 97, Fig. 4.51).
Известен способ работы маслоагрегата двигателя, который содержит шестеренный насос с блоком подпятников, прижатых к торцевых поверхностям шестерен. Подпятники выполнены каждый в виде в виде дисков, наделенных входными и выходными каналами (М.Т. Башта. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. Москва, Машиностроение, 1974 г., рис. 128).A known method of operation of the engine oil unit, which contains a gear pump with a block of thrust bearings pressed against the end surfaces of the gears. The thrust bearings are each made in the form of disks endowed with input and output channels (MT Bashta. Volumetric pumps and hydraulic hydraulic motors. Moscow, Mechanical Engineering, 1974, Fig. 128).
Известен способ работы маслоагрегата газотурбинного двигателя, который содержит шестеренный насос, включающий корпус, размещенные в нем шестерни, одна из которых соединена с соосным ей приводным валом, индивидуальные каналы подвода рабочей жидкости к шестерням и магистрали для соединения этих каналов с межзубовыми впадинами шестерен. Магистрали для соединения каналов подвода рабочей жидкости с межзубовыми впадинами шестерен выполнены внутри подпятников, установленных по обеим сторонам шестерен. Одна из пар подпятников подпружинена в сторону шестерен (RU 2456476 С1, опубл. 20.07.2012).A known method of operation of a gas turbine engine oil unit, which comprises a gear pump, comprising a housing, gears located therein, one of which is connected to a drive shaft coaxial with it, individual channels for supplying working fluid to the gears and a line for connecting these channels to the interdental cavities of the gears. The lines for connecting the channels for supplying the working fluid to the interdental cavities of the gears are made inside the thrust bearings installed on both sides of the gears. One of the pairs of thrust bearings is spring-loaded towards the gears (RU 2456476 C1, publ. 20.07.2012).
К недостаткам известных решений относятся недостаточная проработанность шестеренных насосов маслоагрегата системы смазки маслом нагруженных узлов двигателя, повышенные сложность конструкции, материалоемкость, относительно невысокая эффективность, надежность и долговечность работы маслоагрегата и обусловленные конструктивными решениями невысокие гидродинамические характеристики, что приводит к повышенному износу трущихся деталей рабочих узлов и снижению надежности работы и КПД насоса в процессе эксплуатации двигателя.The disadvantages of the known solutions include insufficient elaboration of gear pumps of the oil unit of the oil lubrication system of loaded engine assemblies, increased design complexity, material consumption, relatively low efficiency, reliability and durability of the oil unit and low hydrodynamic characteristics due to structural solutions, which leads to increased wear of the friction parts of the working units and reduce the reliability and efficiency of the pump during operation of the engine.
Задача, решаемая группой изобретений, заключается в улучшении гидродинамических и энергетических характеристик маслоагрегата стационарного газотурбинного двигателя авиационного типа в составе газоперекачивающих агрегатов для транспортировки газа или газотурбинной электростанции, повышении КПД, надежности и долговечности работы входящих в маслоагрегат откачивающего и нагнетающего насосов при снижении материала- и трудоемкости изготовления и энергозатрат на работу маслоагрегата, связанную в откачкой отработанного масла из коробки приводов агрегатов (КПА) и доставкой очищенного и охлажденного масла в узлы смазки нагруженных шестерен КПА.The problem solved by the group of inventions is to improve the hydrodynamic and energy characteristics of the oil unit of an aircraft-type stationary gas turbine engine as a part of gas pumping units for transporting gas or a gas turbine power station, increasing the efficiency, reliability and durability of the pump and discharge pumps included in the oil unit while reducing material and labor manufacturing and energy costs for the operation of the unit associated with the pumping of used oil from the box and drive units (CPS) and the delivery of the purified and cooled in the oil lubrication assemblies loaded gears CPA.
Поставленная задача в способе работы маслоагрегата (МА) двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя (ГТД) газотурбинной установки (ГТУ) газоперекачивающего агрегата (ГПА), имеющего валы ротора высокого давления (РВД) и ротора низкого давления (РНД) с опорами, коробку приводов агрегатов (КПА), при этом маслоагрегат связан магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки, решается тем, что маслоагрегат, согласно изобретению, размещают на нижнем участке крышки КПА и выполняют сборным, состоящим из трех корпусов - нижнего и соединенных через проставку среднего и верхнего, маслоагрегат МА включает сблокированные в объединенном сборном корпусе откачивающий насос (ОН) и наделенный перепускным клапаном нагнетающий насос (НН) с общими приводным ведущим и ведомым параллельными валами, на которых устанавливают две пары шестеренных рабочих колес насосов и наделяют каждое с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками, выполненными в виде дисков, наделенных входными и выходными каналами, формирующими совместно с соответствующими шестеренными колесами рабочего органа насосов последовательные участки двух независимых масляных трактов МА, причем один из валов выполняют ведущим, сообщенным по крутящему моменту через рессору редуктора привода МА с источником энергии - стартером и/или валом РВД двигателя, и наделяют ведомым колесом ОН и ведущим колесом НН, фиксировано установленным на валу, который передает энергию вращения на находящееся в шестеренном зацеплении с ним ведомое колесо НН, установленное на одноименном валу, при этом ведомый вал НН на участке ОН наделяют функцией ведущего, передавая крутящий момент от ведущего вала НН через шестеренную передачу рабочих колес НН на фиксированно посаженное на этом валу ведущее колесо ОН и далее на находящееся в шестеренном зацеплении с ним ведомое колесо ОН, свободно установленное на ведущем валу НН с возможностью автономного вращения, для чего каждое из шестеренных колес выполнено имеющим зубчатый венец и диск, а каждая пара рабочих колес МА образует шестеренный рабочий орган соответствующего насоса с объемным вытеснением перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов ведущего и ведомого колес, при этом вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждого из взаимодействующих шестеренных колес в откачивающем насосе производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов колес, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений αв.о.н.=(0,45÷0,61) [рад], а угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о н.=αв.о.н.; кроме того в откачивающем насосе входной канал фронтального подпятника ведущего колеса выполняют в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе β1вх.фп, определенном в диапазоне значений β1вх.фп=(2,37÷3,04) [рад], входной канал фронтального подпятника ведомого колеса выполняют с частично несквозным радиально-дуговым проемом, ограниченным в угловом секторе β2вх.фп=(2,18÷2,79) [рад], а входной канал тыльного подпятника каждого колеса выполняют в виде дугового несквозного проема, имеющего внутреннюю стенку и маслоудерживающую донную площадку, закрученного в направлении вращения соответствующего колеса в проекции на условную плоскость, нормальную к вектору ввода перекачиваемого масла в насос, и ограниченного в угловом секторе β3вх.тп, определенном в диапазоне значений β3вх.тп=(2,43÷3,21) [рад]; причем в зоне примыкания подпятников ведущего колеса к подпятникам ведомого колеса фронтальные и тыльные подпятники наделяют каждый ответными лысками в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных колес ОН.The problem in the method of operation of the oil aggregate (MA) of a twin-shaft double-circuit gas turbine engine (GTE) of a gas turbine installation (GTU) of a gas pumping unit (GPU) having shafts of a high pressure rotor (RVD) and a low pressure rotor (RND) with bearings, an aggregate drive box (KPA) ), while the oil unit is connected to the oil supply and drain lines with the oil tank and a fine filter, it is decided that the oil unit, according to the invention, is placed on the lower section of the KPA cover and is made of a three-body assembly s - lower and connected through a spacer of the middle and upper, the MA oil unit includes a discharge pump (OH) interlocked in a combined prefabricated housing and a pressure pump (LV) equipped with a bypass valve with common drive and driven parallel shafts on which two pairs of gear impellers are mounted pumps and endow each with front and rear removable thrust bearings, made in the form of disks, endowed with input and output channels, forming together with the corresponding gears the wheels of the working body of the pumps sequential sections of two independent oil paths MA, and one of the shafts is the leading, communicated by torque through the spring of the gearbox drive MA with an energy source - the starter and / or the shaft of the HPH of the engine, and endow the driven wheel OH and the driving wheel NN, fixedly mounted on a shaft that transfers rotational energy to the HH driven gear located on the gear shaft of the same name mounted on the shaft of the same name, while the HH driven shaft on the OH site is endowed with the function main drive, transmitting torque from the LV drive shaft through the gear drive of the LV drive wheels to the OH drive wheel fixedly mounted on this shaft and then to the OH driven wheel that is in gear engagement with it, freely mounted on the LV drive shaft with the possibility of autonomous rotation, for which each of the gear wheels is made with a ring gear and a disk, and each pair of MA impellers forms a gear working element of the corresponding pump with volumetric displacement of the pumped medium from the interdental cavities interacting gears of the driving and driven wheels, while the displacement of the pumped medium from the interdental cavity of each of the interacting gear wheels in the pumping pump is carried out in the angular sector of rotation of the gears of the wheels, determined by the half of the central angle formed by the intersection points of the conditional cylindrical surfaces coaxial with the axles of the respective wheels describing the tops of the teeth of the gears from the input to the output point of intersection of these conditional cylindrical surfaces stey the course of rotation of gear wheels constituting the α v.o.n. Defined in the range α v.o.n. = (0.45 ÷ 0.61) [rad], and the angular sector of the subsequent vacuum α r.s. in the cavity freed from the pumped medium is equal to the displacement angle α r. = α bp ; in addition, in the pumping pump, the input channel of the front wheel bearing of the drive wheel is made in the form of a through radial-arc opening limited in the angular sector β 1in.fp defined in the range of values β 1in.fp = (2.37 ÷ 3.04) [rad] , the input channel of the front wheel bearing of the driven wheel is performed with a partially non-through radial-arc opening, limited in the angular sector β 2in.php = (2.18 ÷ 2.79) [rad], and the input channel of the rear bearing of each wheel is made in the form of an arc through an opening having an inner wall and oil alive bottom pad swirling in the direction of rotation of the respective wheel in a projection on a notional plane that is normal to a vector input of the pumped fuel to the pump, and in a limited angular sector β 3vh.tp specified range of values 3vh.tp β = (2,43 ÷ 3 , 21) [too happy]; moreover, in the zone of adjacency of the sprockets of the drive wheel to the spacers of the driven wheel, the front and rear glides each endow with response flats in the form of a segment cut with a radial height half the height of the interacting teeth of the gears of the gear wheels of the OH.
При этом шестеренные колеса рабочего орган ОН вместе с тыльными подпятниками могут располагать в среднем корпусе МА, а фронтальные подпятники - в нижнем корпусе, при этом фронтальные подпятники ведущего и ведомого колес ОН фиксируют от проворота не менее чем одним общим штифтом, а тыльные подпятники шестеренных колес ОН фиксируют от проворота не менее чем одним общим штифтом и кроме того подпружинены от осевых смещений не менее чем тремя пружинами; шестеренные колеса рабочего органа НН могут размещать в проставке между средним и верхним корпусами, при этом фронтальные подпятники располагают в верхней части среднего корпуса, а тыльные подпятники - в нижней части верхнего корпусе МА, причем фиксируют каждую пару фронтальных и тыльных подпятников от проворота не менее чем одним общим штифтом.In this case, the gear wheels of the working body ОН together with the rear thrust bearings can be located in the middle MA body, and the front thrust bearings can be located in the lower case, while the front thrust bearings of the driving and driven wheels ОН are fixed from turning by at least one common pin, and the rear thrust bearings of the gear wheels They are fixed against rotation by at least one common pin and, in addition, are spring loaded from axial displacements by at least three springs; the gear wheels of the working element of the LV can be placed in the spacer between the middle and upper bodies, while the front thrust bearings are located in the upper part of the middle body, and the rear thrust bearings are located in the lower part of the upper MA case, and each pair of front and rear thrust bearings is fixed from rotation by at least one common pin.
Откачивающий насос МА могут монтировать в зоне стока отработанного масла, которое поступает через входное отверстие в нижнем корпусе маслоагрегата и далее по внутреннему каналу под минимально необходимым избыточным давлением в рабочий орган насоса с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес, после прохождения через который по откачивающей магистрали под более высоким давлением через выходной канал в среднем корпусе маслоагрегата масло подают на очистку, охлаждение и рециркуляцию в маслобак масляной системы двигателя; нагнетающий насос могут соединять с маслобаком подводящей магистралью, по которой под минимальным давлением масло проходит через фильтр грубой очистки и входное отверстие в верхнем корпусе маслоагрегата поступает в НН, масло с повышением давления до требуемого уровня пропускают через рабочий орган НН с последующим объемным вытеснением перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес и далее через выходной канал в верхнем корпусе маслоагрегата поступает в систему подачи масла.The MA pump can be mounted in the waste oil drainage zone, which enters through the inlet in the lower case of the oil unit and then through the internal channel under the minimum necessary overpressure to the pump body, with subsequent volumetric displacement of the pumped medium from the interdental cavities of the interacting gear rims of the gear wheels, after passing through which through a pumping line at higher pressure through the outlet channel in the middle case of the oil unit oil is fed to weaving, cooling and recirculation into the oil tank of the engine oil system; the injection pump can be connected to the oil tank by a supply line through which under minimum pressure the oil passes through the coarse filter and the inlet in the upper housing of the oil unit enters the low voltage, the oil is increased to a pressure level and passed through the low pressure working element, followed by volumetric displacement of the pumped medium from the interdental cavities of the interacting gears of the gear wheels and then through the output channel in the upper case of the oil unit enters the oil supply system.
Расстояние между валами могут принимать необходимым и достаточным для обеспечения возможности максимального взаимного зацепления зубьев зубчатых венцов ведущего и ведомого шестеренных колес ОН и НН, выполненных с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=(1,274÷2,23) [ед/рад], при этом осевую ширину зубьев зубчатых венцов принимают одинаковой для каждого венца шестеренных колес ОН и НН, составляющей не менее ширины обода указанных шестеренных колес, а осевая длина зубьев зубчатых венцов шестеренных колес НН не менее чем в 1,4 раза превышает осевую длину зубьев зубчатых венцов шестеренных колес ОН, причем в откачивающем насосе объем ΔVвп.он вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце каждого из взаимодействующих шестеренных колес рабочего органа насоса смежными боковыми стенками смежных зубьев, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца колеса, составляет ψ-тую часть от суммарного объема полного количества межзубных впадин зубчатого венца колеса ψ=ΔVвп.он/ΣΔVон=(7,14÷12,5)⋅10-2 [ед].The distance between the shafts can be necessary and sufficient to ensure the maximum possible mutual engagement of the teeth of the gears of the drive and driven gear wheels OH and LV, made with the angular frequency of the teeth γ s defined in the range of values of γ s = (1,274 ÷ 2.23) [units / rad], while the axial width of the teeth of the gears is the same for each crown of gear wheels OH and NN, which is at least the width of the rim of the specified gear wheels, and the axial length of the teeth of the gears of the gears of NN is at least than 1.4 times the axial length of the teeth of the gears of the gear wheels of the OH, moreover, in the pumping pump, the volume ΔV in.on the displacement of the pumped medium from the interdental cavity, limited in the gear rim of each of the interacting gear wheels of the pump working body by the adjacent side walls of adjacent teeth, the bottom of the interdental cavity and on the outside the conditional cylindrical surface described along the tops of the teeth of the wheel rim is the ψ-th part of the total volume of the total number of interdental cavities of the gear nza wheels ψ = ΔV up.on / ΣΔV it = (7.14 ÷ 12.5) ⋅10 -2 [units].
Выходной канал фронтального и тыльного подпятников ведущего колеса ОН могут выполнять симметричным относительно выходного канала соответствующих подпятников ведомого колеса, при этом выходные каналы каждого подпятника выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе, определенном в диапазоне значений β4вых.фп=β5вых.тп=(0,77÷1,1) [рад].The output channel of the front and rear thrust bearings of the driving wheel OH can be made symmetrical with respect to the output channel of the corresponding thrust bearings of the driven wheel, while the output channels of each thrust bearing are made in the form of an axial through hole limited in the angular sector defined in the range of β4out.php = β 5out.mp = (0.77 ÷ 1.1) [rad].
Поставленная задача в части маслоагрегата решается тем, что маслоагрегат двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами, коробку приводов агрегатов КПА, при этом маслоагрегат связан магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки, согласно изобретению, выполнен сборным, состоящим из трех корпус - нижнего и соединенных через проставку среднего и верхнего, и включает сблокированные в объединенном сборном корпусе откачивающий насос для откачки отработанного масла из масляной полости КПА в маслобак и наделенный перепускным клапаном нагнетающий насос, при этом маслоагрегат выполнен с возможностью откачивания отработанного масла из коробки КПА описанным выше способом.The problem in terms of the oil unit is solved by the fact that the oil unit of a twin-shaft double-circuit gas turbine engine GTU GPA, having shafts RVD and RND with bearings, a gearbox of the drive units KPA, while the oil unit is connected by oil supply and drain lines with an oil tank and a fine filter, according to the invention, is made prefabricated, consisting of three housings - the lower one and connected through a spacer of the middle and upper ones, and includes a pump out pump for pumping out used oil blocked in the combined prefabricated housing from the KPA oil cavity to the oil tank and the discharge pump equipped with a bypass valve, while the oil unit is configured to pump the used oil out of the KPA box as described above.
Поставленная задача в части способа работы маслоагрегата по второму варианту решается тем, что в способе работы маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами, коробку приводов агрегатов (КПА), при этом маслоагрегат связан магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки, согласно изобретению, маслоагрегат размещают на нижнем участке крышки КПА и выполняют сборным, состоящим из трех корпус - нижнего и соединенных через проставку среднего и верхнего, маслоагрегат МА включает сблокированные в объединенном сборном корпусе откачивающий насос и наделенный перепускным клапаном нагнетающий насос с общими приводным ведущим и ведомым параллельными валами, на которых устанавливают две пары шестеренных рабочих колес насосов и наделяют каждое с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками, выполненными в виде дисков, наделенных входными и выходными каналами, формирующими совместно с соответствующими шестеренными колесами рабочего органа насосов последовательные участки двух независимых масляных трактов МА, причем один из валов выполняют ведущим, сообщенным по крутящему моменту через рессору редуктора привода МА с источником энергии - стартером и/или валом РВД двигателя, и наделяют ведомым колесом ОН и ведущим колесом НН, фиксировано установленным на валу, который передает энергию вращения на находящееся в шестеренном зацеплении с ним ведомое колесо НН, установленное на одноименном валу, при этом ведомый вал НН на участке ОН наделяют функцией ведущего, передавая крутящий момент от ведущего вала НН через шестеренную передачу рабочих колес НН на фиксированно посаженное этом на валу ведущее колесо ОН и далее на находящееся в шестеренном зацеплении с ним ведомое колесо ОН, свободно установленное на ведущем валу НН с возможностью автономного вращения, для чего каждое из шестеренных колес выполнено имеющим зубчатый венец и диск, а каждая пара рабочих колес МА образует шестеренный рабочий орган соответствующего насоса с объемным вытеснением перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов ведущего и ведомого колес, при этом вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждого из взаимодействующих шестеренных колес в нагнетающем насосе производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов колес, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений αв.о.н.=(0,424÷0,58) [рад], а угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о.н.=αв.о.н.; кроме того в нагнетающем насосе входной канал масляного тракта в подпятниках ведущего и ведомого колес НН выполняют в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе β6вх.нн, определенном в диапазоне значений β6вх.нн=(2,274÷3,196) [рад], а выходной канал масляного тракта в указанных подпятниках образован несквозным в осевом направлении проемом, ограниченным в угловом секторе β7вых.нн, определенном в диапазоне значений β7вых.нн=(1,014÷1,43) [рад], при этом фронтальные и тыльные подпятники ведущего и ведомого колес НН в зоне примыкания к ответным подпятникам наделяют лыской в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных рабочих колес.The task in terms of the method of operation of the oil aggregate according to the second embodiment is solved by the fact that in the method of operation of the oil aggregate of a twin-shaft double-circuit gas turbine engine GTU GPA, which has shafts RVD and RND with bearings, a box of drive units (KPA), while the oil unit is connected by oil supply and exhaust lines to the oil tank and the fine filter, according to the invention, the oil unit is placed on the lower portion of the cover of the KPA and perform a team consisting of three buildings - lower and connected through a spacer middle and upper, MA unit includes a discharge pump interlocked in a combined prefabricated housing and a charge pump equipped with a bypass valve with common drive and driven parallel shafts, on which two pairs of gear impellers of the pumps are mounted and each of them is equipped with front and rear removable thrust bearings made in the form of disks, endowed with input and output channels, forming, together with the corresponding gear wheels of the working body of the pumps, successive sections of two independent of the MA oil paths, one of the shafts being driven, which is informed by the torque through the spring of the MA drive gearbox with an energy source - a starter and / or the engine HPH shaft, and is provided with an OH driven wheel and an HH drive wheel fixed to the shaft that transmits rotation energy on the HH driven wheel located in the gearing with it mounted on the shaft of the same name, while the HH driven shaft in the OH section is endowed with the function of the master, transmitting torque from the HH driving shaft through the gear the transmission of the impeller NN to the OH drive wheel fixedly mounted on the shaft and then to the OH driven gear that is in gear gear with it, freely mounted on the NN drive shaft with the possibility of independent rotation, for which each of the gear wheels is made with a ring gear and a disk, and each pair of MA impellers forms a gear working element of the corresponding pump with volumetric displacement of the pumped medium from the interdental cavities of the interacting gear rims of the driving and driven wheels, while the displacement of the pumped medium from the interdental cavity of each of the interacting gear wheels in the injection pump is carried out in the angular sector of rotation of the gear rims of the wheels, determined by the half of the central angle formed by the intersection points of the conditional cylindrical surfaces coaxial with the axes of the corresponding wheels describing the tops of the gear teeth from the input to the output the point of intersection of said cylindrical surfaces conditioned in the course of rotation of gear wheels constituting the α v.o.n. Defined in the range α v.o.n. = (0.424 ÷ 0.58) [rad], and the angular sector of the subsequent vacuum α r.s. in the cavity discharged from the pumped medium is equal to the displacement angle α r.s. = α bp ; in addition, in the injection pump, the input channel of the oil path in the thrust bearings of the driving and driven wheels of the LV is performed as a through radial arc opening limited in the angular sector β 6in.nn , defined in the range of values β 6in.nn = (2,274 ÷ 3,196) [rad ], and the output channel of the oil path in the said thrust bearings is formed by an axial through-hole limited in the angular sector β 7out.nn , defined in the range of β 7out.nn = (1.014 ÷ 1.43) [rad], while the front and rear thrust bearings of the driving and driven wheels of LV in zones e adjoining the reciprocal thrust bearings are endowed with a flat in the form of a segment cut with a radial height half the height of the interacting teeth of the gear rims of the impellers.
При этом шестеренные колеса рабочего орган ОН вместе с тыльными подпятниками могут располагать в среднем корпусе МА, а фронтальные подпятники - в нижнем корпусе, при этом фронтальные подпятники ведущего и ведомого колес ОН фиксируют от проворота не менее чем одним общим штифтом, а каждый тыльный подпятник ведущего и ведомого колес ОН подпружинен от осевых смещений не менее чем тремя пружинами; шестеренные колеса рабочего органа НН могут размещать в проставке между средним и верхним корпусами, при этом фронтальные подпятники располагают в верхней части среднего корпуса, а тыльные подпятники - в нижней части верхнего корпусе МА, причем фиксируют подпятники от проворота не менее чем одним общим штифтом.In this case, the gear wheels of the working body ОН together with the rear thrust bearings can be located in the middle MA body, and the front thrust bearings can be located in the lower case, while the front thrust bearings of the driving and driven wheels ОН are fixed from turning by at least one common pin, and each rear thrust bearing of the leading and driven wheels OH is spring loaded from axial displacements by at least three springs; the gear wheels of the working element of the LV can be placed in the spacer between the middle and upper cases, while the front thrust bearings are located in the upper part of the middle case, and the rear thrust bearings are located in the lower part of the upper MA case, and the thrust bearings are fixed from turning by at least one common pin.
Откачивающий насос МА могут монтировать в зоне стока отработанного масла, которое поступает через входное отверстие в нижнем корпусе маслоагрегата и далее по внутреннему каналу под минимально необходимым избыточным давлением в рабочий орган насоса с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес, после прохождения через который по откачивающей магистрали под более высоким давлением через выходной канал в среднем корпусе маслоагрегата масло подают на очистку, охлаждение и рециркуляцию в маслобак масляной системы двигателя; нагнетающий насос могут соединять с маслобаком подводящей магистралью, по которой под минимальным давлением масло проходит через фильтр грубой очистки и входное отверстие в верхнем корпусе маслоагрегата поступает в НН, масло с повышением давления до требуемого уровня пропускают через рабочий орган НН с последующим объемным вытеснением перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес и далее через выходной канал в верхнем корпусе маслоагрегата поступает в систему подачи масла.The MA pump can be mounted in the waste oil drainage zone, which enters through the inlet in the lower case of the oil unit and then through the internal channel under the minimum necessary overpressure to the pump body, with subsequent volumetric displacement of the pumped medium from the interdental cavities of the interacting gear rims of the gear wheels, after passing through which through a pumping line at higher pressure through the outlet channel in the middle case of the oil unit oil is fed to weaving, cooling and recirculation into the oil tank of the engine oil system; the injection pump can be connected to the oil tank by a supply line through which under minimum pressure the oil passes through the coarse filter and the inlet in the upper housing of the oil unit enters the low voltage, the oil is increased to a pressure level and passed through the low pressure working element, followed by volumetric displacement of the pumped medium from the interdental cavities of the interacting gears of the gear wheels and then through the output channel in the upper case of the oil unit enters the oil supply system.
Расстояние между валами могут принимать необходимым и достаточным для обеспечения возможности максимального взаимного зацепления зубьев зубчатых венцов ведущего и ведомого шестеренных колес ОН и НН, выполненных с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], при этом осевую ширину зубьев зубчатых венцов принимают одинаковой для каждого венца шестеренных колес ОН и НН, составляющей не менее ширины обода указанных шестеренных колес, а осевая длина зубьев зубчатых венцов шестеренных колес НН не менее чем в 1,4 раза превышает осевую длину зубьев зубчатых венцов шестеренных колес ОН, причем в нагнетающем насосе объем ΔVвп.нн вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце каждого из взаимодействующих шестеренных колес рабочего органа насоса смежными боковыми стенками смежных зубьев, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца колеса, составляет ψ-тую часть от суммарного объема полного количества межзубных впадин зубчатого венца шестеренного колеса ψ=ΔVвп.нн/ΣΔVнн=(7,93÷14,12)⋅10-2 [ед].The distance between the shafts can be taken necessary and sufficient to ensure the maximum possible mutual engagement of the teeth of the gear rims of the driving and driven gear wheels OH and LV, made with the angular frequency of the teeth γ s defined in the range of values γ s = (1.27 ÷ 2.23) [units / rad], while the axial width of the teeth of the gears is the same for each ring of gear wheels OH and HH, which is at least the width of the rim of the specified gear wheels, and the axial length of the teeth of the gears of the gear wheels of HH is at least which is 1.4 times greater than the axial length of the teeth of the gears of the gear wheels of the OH, moreover, in the injection pump, the volume ΔV vpn of displacing the pumped medium from the interdental cavity, limited in the gear rim of each of the interacting gear wheels of the pump working body by the adjacent side walls of adjacent teeth, the bottom of the interdental cavity and on the outside, the conditional cylindrical surface described along the tops of the teeth of the rim of the wheel, is the ψ-th part of the total volume of the total number of interdental cavities of the gear veins a gear wheel vp.nn ψ = ΔV / ΣΔV nn = (7,93 ÷ 14,12) ⋅10 -2 [ U].
Поставленная задача в части маслоагрега решается тем, что маслоагрегат двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами, коробку приводов агрегатов КПА, при этом маслоагрегат связан магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки, согласно изобретению, выполнен сборным, состоящим из трех корпусов - нижнего и соединенных через проставку среднего и верхнего, и включает сблокированные в объединенном сборном корпусе откачивающий насос и наделенный перепускным клапаном нагнетающий насос для подачи очищенного и охлажденного масла к редукторам и агрегатам КПА и к опорам РНД и РВД, при этом маслоагрегат выполнен с возможностью нагнетания очищенного и охлажденного масла к опорам РВД и РНД, двигательным агрегатам КДА и ВКА описанным выше способом.The task in terms of the oil unit is solved by the fact that the oil unit of the twin-shaft double-circuit gas turbine engine of the gas turbine engine, with the shafts of the high pressure hitch and the low pressure pump with bearings, the gearbox of the drive units KPA, while the oil unit is connected by oil supply and exhaust lines with an oil tank and a fine filter, according to the invention, is made prefabricated, consisting of three housings - the lower one and connected through a spacer of the middle and upper, and includes a pump-down pump blocked in the combined prefabricated housing and endowed with an overflow valve m pressurization pump for supplying the cooled and cleaned oil to the gearbox and the CPS units and to the supports and RND RVD, wherein the oil system blocks is configured to discharge the purified and cooled oil to the supports RVD and RND, the motor units KDA and PCA method described above.
Технический результат, достигаемый группой изобретений, объединенных единым творческим замыслом, состоит в разработке способа работы маслоагрегата на всех режимах работы двигателя с улучшенными конструктивными и эксплуатационными характеристиками шестеренных рабочих органов откачивающего и нагнетающего насосов, перекрытых с торцов фронтальными и тыльными подпятниками для ограждения зубчатых венцов колес, которые наделены входным и выходным каналами, формирующими совместно с соответствующим шестеренным колесом последовательные участки двух независимых масляных трактов маслоагрегата, обеспечивая тем самым повышение КПД, ресурса и надежности работы входящих в маслоагрегат насосов и маслоагрегата двигателя в целом в составе газоперекачивающих агрегатов для транспортировки газа или газотурбинной электростанции.The technical result achieved by the group of inventions, united by a single creative concept, consists in developing a method for operating the oil unit at all engine operating modes with improved structural and operational characteristics of the gear working bodies of the pumping and forcing pumps, which are blocked from the ends by front and rear glides to enclose the gears of the wheels, which are endowed with input and output channels, forming consecutive together with the corresponding gear wheel sections of two independent oil paths of the oil aggregate, thereby increasing the efficiency, service life and reliability of the pumps and the engine oil aggregate included in the oil aggregate as a part of gas pumping units for transporting gas or a gas turbine power plant.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 изображен маслоагрегат, продольный разрез;in FIG. 1 shows an oil aggregate, a longitudinal section;
на фиг. 2 - нижний корпус маслоагрегата с посадочным местом под подпятники шестеренных колес входного узла откачивающего насоса, вид по А-А на фиг. 1;in FIG. 2 - the lower housing of the oil unit with a seat for the thrust bearings of the gear wheels of the input unit of the pumping pump, a view along AA in FIG. one;
на фиг. 3 - вид по Б-Б на фиг. 1, поперечный разрез.in FIG. 3 is a view along BB in FIG. 1, cross section.
на фиг. 4 - фронтальные подпятники взаимодействующих ведущего и ведомого шестеренных колес откачивающего насоса, вид сверху;in FIG. 4 - front thrust bearings of the interacting driving and driven gear wheels of the pump, top view;
на фиг. 5 - тыльные подпятники взаимодействующих ведущего и ведомого шестеренных колес откачивающего насоса, вид сверху;in FIG. 5 - rear thrust bearings of the interacting driving and driven gear wheels of the evacuation pump, top view;
на фиг. 6 - вид по В-В на фиг. 1;in FIG. 6 is a view along BB in FIG. one;
на фиг. 7 - фронтальные подпятники взаимодействующих ведущего и ведомого шестеренных колес нагнетающего насоса, вид сверху.in FIG. 7 - front thrust bearings of the interacting driving and driven gear wheels of the injection pump, top view.
Газотурбинный двигатель ГТУ ГПА выполнен двухвальным двухконтурным. ГТД включает валы РВД и РНД с опорами, коробку приводов агрегатов (КПА) и маслоагрегат. Маслоагрегат (фиг. 1) размещают на нижнем участке крышки КПА. Корпус маслоагрегата выполняют сборным, состоящим из трех корпусов 1, 2, 3 - нижнего, среднего и верхнего соответственно. Средний корпус 2 и верхний корпус 3 соединяют через проставку 4. Маслоагрегат включает сблокированные в объединенном сборном корпусе откачивающий насос ОН-5 для откачки отработанного масла из масляной полости КПА в маслобак и наделенный перепускным клапаном нагнетающий насос НН-6 для подачи очищенного и охлажденного масла к редукторам и агрегатам КПА и к опорам РНД и РВД.The gas turbine engine of the GTU GPA is a twin-shaft double-circuit. A gas turbine engine includes shafts of a high pressure hitch and a low pressure hitch with bearings, a box of drive units (KPA) and an oil unit. The oil unit (Fig. 1) is placed on the lower portion of the cover of the KPA. The case of the oil unit is performed by a combined team consisting of three
Откачивающий насос ОН-5 и нагнетающий насос НН-6 выполняют с общими приводным ведущим и ведомым параллельными валами 7 и 8, на которых устанавливают две пары рабочих колес 9, 10 и 11, 12 насосов 5 и 6, которые работают как шестеренный рабочий орган соответствующего насоса. Рабочие колеса 9, 10 и 11, 12 насосов 5 и 6 выполняют каждое в виде диска с зубчатым венцом 13 и наделяют каждое с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками. Подпятники выполняют в виде дисков, наделенных входными и выходными каналами, формирующими совместно с соответствующими шестеренными колесами рабочего органа насосов последовательные участки двух независимых масляных трактов МА.The pumping pump ОН-5 and the pumping pump НН-6 are performed with common drive and driven
Рабочий орган ОН-5 содержит два шестеренных колеса - ведущее колесо 9 и ведомое колесо 10. Ведущее шестеренное колесо 9 наделяют с торцов фронтальным и тыльным подпятниками 14 и 15. Ведомое шестеренное колесо 10 также наделяют с торцов фронтальным и тыльным подпятниками 16 и 17. Подпятники ОН-5 формируют совместно с соответствующими шестеренными колесами рабочего органа насосов последовательные участки масляного тракта рабочего органа ОН-5.The working body OH-5 contains two gear wheels - the
Рабочий орган НН-6 содержит два шестеренных колеса - ведущее колесо 11 и ведомое колесо 12. Ведущее шестеренное колесо 11 наделяют с торцов фронтальным и тыльным подпятниками 18 и 19. Ведомое шестеренное колесо 12 также наделяют с торцов фронтальным и тыльным подпятниками 20 и 21. Подпятники НН-6 формируют совместно с соответствующими шестеренными колесами рабочего органа насосов последовательные участки масляного тракта рабочего органа НН-6.The working body NN-6 contains two gear wheels - the
Вал 7 выполняют ведущим, сообщенным по крутящему моменту через рессору редуктора привода МА с источником энергии - стартером и/или валом РВД двигателя. Вал 7 на участке ОН-5 наделяют ведомым колесом 10 насоса 5 и на участке НН-6 ведущим колесом 11 насоса 6. Ведущее колесо 11 НН-6 фиксировано установлено на валу 7 и передает энергию вращения на находящееся в шестеренном зацеплении с ним ведомое колесо 12, установленное на одноименном валу 8. Ведомый вал 8 НН-6 на участке ОН-5 наделяют функцией ведущего, передавая крутящий момент от ведущего вала 7 НН через шестеренную передачу рабочих колес 11, 12 НН на фиксированно посаженное на валу 8 ведущее колесо 9 ОН-5 и далее на находящееся в шестеренном зацеплении с ним ведомое колесо 10 ОН-5. При этом ведомое колесо 10 ОН-5 свободно установлено на приводном ведущем валу 7 с возможностью автономного вращения. Каждая пара рабочих колес 9, 10 и 11, 12 насосов 5 и 6 МА образует шестеренный рабочий орган соответствующего насоса с объемным вытеснением перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов ведущего и ведомого колес.The
Расстояние между валами 7, 8 принимают необходимым и достаточным для обеспечения возможности максимального взаимного зацепления зубьев зубчатых венцов 13 взаимодействующих шестеренных колес 9, 10 ОН-5 и зубьев зубчатых венцов 13 шестеренных колес 11, 12 НН-6, выполненных с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=Nз/2π==(1,274÷2,23) [ед/рад], где Nз - число зубьев в зубчатом венце шестеренного колеса. Осевую ширину зубьев зубчатых венцов 13 принимают одинаковой для каждого венца шестеренных колес, составляющей не менее ширины обода указанных шестеренных колес.Осевая длина зубьев зубчатых венцов шестеренных колес 11, 12 НН-6 не менее чем в 1,4 раза превышает осевую длину зубьев зубчатых венцов шестеренных колес 9, 10 ОН-5.The distance between the
В способе работы маслоагрегата по первому варианту в откачивающем насосе ОН-5 вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждого из взаимодействующих шестеренных колес ОН-5 производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов 13 колес 9, 10, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений αв.о.н.=(0,454÷0,61) [рад]. Угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о.н.=αв.о.н..In the method of operation of the oil unit according to the first embodiment, in the OH-5 pump out pump, the pumped medium is displaced from the interdental cavity of each of the interacting gear wheels OH-5 in the angular sector of rotation of the
При этом в откачивающем насосе ОН-5 (фиг. 4) входной канал 22 фронтального подпятника 14 ведущего колеса 9 выполняют в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе β1вх.фп, определенном в диапазоне значений β1вх.фп=(2,374÷3,04) [рад]. Входной канал 23 фронтального подпятника 16 ведомого колеса 10 выполняют с частично несквозным радиально-дуговым проемом, ограниченным в угловом секторе β2вх.фп, определенном в диапазоне значений β2вх.фп=(2,18÷2,79) [рад]. Оба фронтальных подпятника 14 и 16 в зоне примыкания друг к другу наделяют ответными лысками 24 в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов 13 шестеренных колес 9, 10. Выходной канал 25 фронтального подпятника 14 ведущего колеса 9 выполняют симметричным относительно выходного канала 26 подпятника 16 ведомого колеса 10. Выходные каналы 25, 26 каждого подпятника 14, 16 выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе β4вых.фп, определенном в диапазоне значений β4вых.фп=(0,774÷1,1) [рад].In this case, in the pumping pump ОН-5 (Fig. 4), the
Входной канал 27 тыльных подпятников 15, 17 (фиг. 5) шестеренных колес 9, 10 ОН-5 выполняют в виде дугового несквозного проема, имеющего внутреннюю стенку и маслоудерживающую донную площадку, закрученного в направлении вращения соответствующего колеса в проекции на условную плоскость, нормальную к вектору ввода перекачиваемого масла в насос, и ограниченного в угловом секторе β3вх.тп, определенном в диапазоне значений β3вх.тп=(2,434÷3,21) [рад]. Выходной канал 28 тыльного 15 ведущего колеса 9 выполняют симметричным относительно выходного канала 28 подпятника 17 ведомого колеса 10. Выходные каналы 28 каждого подпятника 15, 17 выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе β5вых.тп, определенном в диапазоне значений β5вых.тп=(0,774÷1,1) [рад]. Оба подпятника 15, 17 в зоне примыкания друг к другу наделяют ответными лысками 29 в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов 13 шестеренных колес 9, 10.The
При этом в откачивающем насосе ОН-5 объем ΔVвп.он вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце 13 каждого из взаимодействующих шестеренных колес 9, 10 рабочего органа насоса смежными боковыми стенками смежных зубьев, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца колеса, составляет ψ-тую часть от суммарного объема полного количества межзубных впадин зубчатого венца колеса ψ=ΔVвп.он/ΣΔVон=(7,14÷12,5)⋅10-2 [ед].At the same time, in the ОН-5 pump out pump, the volume ΔV in.on the displacement of the pumped medium from the interdental cavity limited in the
Шестеренные колеса 9, 10 рабочего орган ОН-5 вместе с тыльными подпятниками 15, 17 располагают в среднем корпусе 2, а фронтальные подпятники 14, 16 - в нижнем корпусе 1 маслоагрегата. Фиксируют фронтальные подпятники 14, 16 шестеренных колес 9, 10 от проворота не менее чем одним общим штифтом 30. Тыльные подпятники 15, 17 также фиксируют от проворота не менее чем одним общим штифтом 31 и кроме того тыльные подпятники 15, 17 подпружинены от осевых смещений не менее чем тремя пружинами 32. Откачивающий насос ОН-5 маслоагрегата монтируют в зоне стока отработанного масла, которое поступает через входное отверстие 33 в нижнем корпусе 1 маслоагрегата и далее по внутреннему каналу 34 под минимально необходимым избыточным давлением в рабочий орган насоса 5 с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес 9, 10 (фиг. 2). После прохождения через шестеренный рабочий орган насоса по откачивающей магистрали масло под более высоким давлением через выходной канал 35 в среднем корпусе 2 маслоагрегата подают на очистку, охлаждение и рециркуляцию в маслобак масляной системы двигателя (фиг. 3).The
Маслоагрегат связан магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки и включает сблокированные в объединенном сборном корпусе откачивающий насос ОН-5 для откачки отработанного масла из масляной полости КПА в маслобак и наделенный перепускным клапаном нагнетающий насос НН-6. При этом маслоагрегат выполнен с возможностью откачивания отработанного масла из коробки КПА описанным выше способом.The oil unit is connected by oil supply and exhaust lines with an oil tank and a fine filter and includes ОН-5 pumping unit blocked in a combined prefabricated housing for pumping waste oil from the oil pump cavity of the KPA to the oil tank and a НН-6 pump pump equipped with a bypass valve. In this case, the oil unit is configured to pump out the used oil from the KPA box as described above.
В способе работы маслоагрегата по второму варианту в нагнетающем насосе НН-6 вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждого из взаимодействующих шестеренных колес НН-6 производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов 13 колес 11, 12, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений ав.о.н.=(0,424÷0,58) [рад]. Угловой сектор последующего разряжения αp.o.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о.н.=αв.о.н. In the method of operation of the oil aggregate according to the second embodiment, in the NN-6 injection pump, the pumped medium is displaced from the interdental cavity of each of the interacting gear wheels of the NN-6 in the angular sector of rotation of the gear rims 13 of the
При этом в нагнетающем насосе НН-6 подпятники 18, 19 и 20, 21 (фиг. 7) ведущего и ведомого шестеренных колес 11 и 12 соответственно выполняют в виде дисков, зеркально симметричных относительно условной плоскости симметрии, нормальной к плоскости, соединяющей оси валов 7, 8. Входной канал 36 масляного тракта НН-6 в подпятниках 18, 19 и 20, 21 ведущего и ведомого колес 11 и 12 выполняют в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе β6вх.нн, определенном в диапазоне значений β6вх.нн=(2,274÷3,19) [рад]. Выходной канал 37 масляного тракта в подпятниках 18, 19 и 20, 21 образован несквозным в осевом направлении проемом, ограниченным в угловом секторе β7вых.нн, определенном в диапазоне значений β7вых.нн=(1,014÷1,43) [рад]. Фронтальные и тыльные подпятники 18, 19 и 20, 21 ведущего и ведомого колес 11 и 12 в зоне примыкания к ответным подпятникам наделяют лыской 38 в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев 13 зубчатых венцов шестеренных рабочих колес 11, 12.In this case, in the NN-6 injection pump, the
Шестеренные колеса 11, 12 рабочего органа НН-6 размещают в проставке 4 между средним и верхним корпусами 2 и 3. Фронтальные подпятники 18, 20 располагают в верхней части среднего корпуса 2 и фиксируют от проворота (смещения) не менее чем одним общим штифтом 39. Тыльные подпятники 19, 21 располагают в нижней части верхнего корпусе 3 маслоагрегата и также фиксируют от проворота не менее чем одним общим штифтом 40. Нагнетающий насос НН-6 соединяют с маслобаком подводящей магистралью. По подводящей магистрали под минимальным давлением масло проходит через фильтр грубой очистки и входное отверстие 41 в верхнем корпусе 3 маслоагрегата поступает в НН-6. Масло с повышением давления до требуемого уровня пропускают через рабочий орган НН-6 с последующим объемным вытеснением перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов 13 шестеренных колес 11, 12 и далее через выходной канал 42 в верхнем корпусе 3 маслоагрегата поступает в систему подачи масла (фиг. 6).The
При этом в нагнетающем насосе НН-6 объем ΔVвп.нн вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце 13 каждого из взаимодействующих шестеренных колес 11, 12 рабочего органа насоса смежными боковыми стенками смежных зубьев 13, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца колеса, составляет ψ-тую часть от суммарного объема полного количества межзубных впадин зубчатого венца шестеренного колеса ψ=ΔVвп.нн/ΣΔVнн=(7,93÷14,12)⋅10-2 [ед].At the same time, in the NN-6 injection pump, the volume ΔV int.p. of displacing the pumped medium from the interdental cavity limited in the
Маслоагрегат связан магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки и включает сблокированные в объединенном сборном корпусе откачивающий насос ОН-5 и наделенный перепускным клапаном нагнетающий насос НН-6 для подачи очищенного и охлажденного масла к редукторам и агрегатам КПА и к опорам РНД и РВД. При этом при этом маслоагрегат выполнен с возможностью нагнетания очищенного и охлажденного масла к опорам РВД и РНД, двигательным агрегатам КДА и ВКА описанным выше способом.The oil unit is connected to the oil supply and drain lines with an oil tank and a fine filter and includes the ОН-5 pumping unit blocked in the combined assembly case and the НН-6 pump equipped with a bypass valve for supplying cleaned and cooled oil to gearboxes and KPA units and to the LRP supports and RVD. At the same time, the oil unit is made with the possibility of pumping refined and cooled oil to the supports of the high pressure hoses and low pressure thrusters, engine assemblies KDA and VKA as described above.
Работает маслоагрегат следующим способом.The oil unit works as follows.
Маслоагрегат содержит откачивающий насос ОН-5 и нагнетающий насос НН-6. Откачивающий насос ОН-5 выполняет возврат отработанного масла из масляной полости КПА в маслобак. Процесс откачки масла из КПА осуществляют, подавая на ведущее и ведомое шестеренные колеса 9 и 10 рабочего органа насоса крутящий момент от источника энергии - стартера или РВД через ведущий вал 7 маслоагрегата. Шестеренные колеса 9 и 10 снабжены с торцов фронтальными и тыльными подпятниками 14, 16 и 15, 17, обеспечивающими торцевое ограждение зубчатых венцов 13 колес рабочего органа. Откачиваемое масло подают из КПА в рабочий орган ОН через входное отверстие 33 в полость 43 нижнего корпуса 1 маслоагрегата под минимально необходимым избыточным давлением. По внутреннему каналу 34 через входные каналы 22, 23 фронтальных подпятников 14, 16 масло поступает в межзубные впадины зубчатых венцов 13 колес 9 и 10. При прохождении вращающимися колесами 9, 10 рабочего органа насоса зоны всасывания масла, через входные каналы 22, 23 фронтальных подпятников 14, 16 происходит наполнение маслом межзубных впадин зубчатых венцов колес и последующее удержание откачиваемого масла в межзубных впадинах, перекрытых с торцов стенками подпятников, и в процессе переноса масла в зону выдавливания на выход насоса. Производят объемное вытеснение масла из каждой межзубной впадины взаимодействующих зубчатых венцов 13 колес 9, 10, осуществляемое в угловом секторе поворота зубчатых венцов, составляющем αв.о.н.=0,52 [рад]. А освобождаемые межзубные впадины зубчатых венцов при продолжении поворота колес попадают в зону последующего разряжения в угловом секторе αр.о.н., который в освобожденной от перекачиваемой среды в межзубной впадине равен углу вытеснения αр.о.н.=αв.о.н., и повторяется процесс заполнения межзубных впадин новыми порциями откачиваемого масла. Откачанное масло, получившее при вытеснении из межзубных впадин зубчатых венцов 13 колес 9, 10 более высокое давление, через выходные каналы 25, 26 фронтальных подпятников 14, 16, выходные каналы 27 тыльных подпятников 15, 17 и выходной канал 35 в среднем корпусе 2 маслоагрегата по откачивающей магистрали подают на очистку и охлаждение в маслобак масляной системы двигателя, а затем на рециркуляцию.The oil unit contains an OH-5 pump and an HN-6 pump. The pumping pump ОН-5 performs the return of the used oil from the oil chamber of the KPA to the oil tank. The process of pumping oil from the KPA is carried out by supplying torque to the drive and driven
Нагнетающий насос НН-6 забирает масло из маслобака через фильтр грубой очистки в шестеренный рабочий орган насоса, откуда под рабочим давлением через фильтр тонкой очистки по подающей магистрали направляют к нагруженным узлам двигателя для смазки и охлаждения. Процесс забора масла из маслобака осуществляют через ведущий вал 7 маслоагрегата, подавая на ведущее и ведомое шестеренные колеса 11, 12 рабочего органа насоса крутящий момент от источника энергии - стартера или РВД. Шестеренные колеса 11, 12 снабжены с торцов фронтальными и тыльными подпятниками 18, 20 и 19, 21, обеспечивающими торцевое ограждение зубчатых венцов колес рабочего органа. Масло поступает из маслобака в рабочий орган НН-6 через входное отверстие 41 в полость 44 верхнего корпуса 3 маслоагрегата и полость 45 среднего корпуса 2 под минимально необходимым избыточным давлением. По внутреннему каналу через входные каналы 36 фронтальных и тыльных подпятников 18, 20 и 19, 21 масло поступает в межзубные впадины зубчатых венцов колес 11, 12. При прохождении вращающимися колесами зоны всасывания масла, через входные каналы 36 подпятников происходит наполнение маслом межзубных впадин зубчатых венцов указанных колес и последующее удержание откачиваемого масла в межзубных впадинах в процессе переноса масла в зону выдавливания в рабочем органе насоса. После чего производят объемное вытеснение масла из каждой межзубной впадины взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес 11, 12, осуществляемое в угловом секторе поворота зубчатых венцов, составляющем ав.о.н.=0,49 [рад]. А освобождаемые межзубные впадины зубчатых венцов при продолжении поворота колес попадают в зону последующего разряжения в угловом секторе αр.о.н., который в освобожденной от перекачиваемой среды в межзубной впадине равен углу вытеснения αр.о.н.=αв.о.н., и повторяется процесс заполнения межзубных впадин новыми порциями откачиваемого масла. Откачанное масло, получившее при вытеснении из межзубных впадин зубчатых венцов колес И, 12 более высокое давление, через выходные каналы 37 подпятников 18, 20 и 19, 21 и выходной канал 41 в среднем корпусе 2 маслоагрегата по откачивающей магистрали подают в систему подачи масла к нагруженным узлам двигателя для смазки и охлаждения, в том числе к опорам РВД и РНД и нагруженным шестерням КПА двигателя.The NN-6 injection pump draws oil from the oil tank through the coarse filter into the gear of the pump, from where it is directed through the fine filter through the supply line to the loaded engine components for lubrication and cooling. The process of taking oil from the oil tank is carried out through the
Предлагаемая в изобретении частота и конфигурация зубьев и впадин в зубчатых венцах рабочих колес, перекрытых с торцов фронтальных и тыльным подпятниками, наделенными входным и выходным каналами, формирующими совместно с соответствующим шестеренным колесом последовательные участки масляного тракта рабочего органа ОН, и взаимное удаление осей ведущего и ведомого колес в шестеренном рабочем органе соответствующего насоса обеспечивает оптимальное вытеснение перекачиваемой среды из каждой межзубной впадины каждого из взаимодействующих шестеренных колес в ОН-2 и НН-6, повышает плавность работы и увеличение ресурса маслоагрегата при одновременном снижении материалоемкости и габаритов узлов маслоагрегата в целом. Указанный технический результат достигается также при выполнении входных и выходных каналов подпятников и каналов экспонирования каждой пара взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес ОН-5 и НН-6, как в режиме выдавливания перекачиваемой среды, так и в режиме последующего разрежения в межзубных впадинах при последующем выходе из них зубьев оппозитных зубчатых венцов с заявленными угловыми параметрами αвон, αрон, входных и выходных каналов подпятников βвх, βвых, принимаемых в пределах найденных в изобретении диапазонов значений. Выход принимаемых значений параметров элементов рабочего органа ОН-5 и НН-6 за пределы найденных в группе изобретений в ту или иную сторону приводит к резкому ухудшению одной или группы составляющих совокупный технический результат, включая резкое снижение КПД, ресурса, энергоемкости на единицу откачиваемой среды, материало- и трудоемкости изготовления откачивающего насоса и маслоагрегата в целом. Так уменьшение значения угла βвх ниже нижнего предела найденного в группе изобретений диапазона приведет при прочих равных условиях к уменьшению объема наполнения межзубных впадин и как следствие к снижению производительности и КПД при сопоставимых с требуемыми в изобретении скоростями вращения рабочих колес и необходимых для этого энергозатрат, либо потребует повышенных затрат энергии, износа рабочих органов и приведет к снижению ресурса соответствующего насоса и маслоагрегата. Увеличение принимаемого угла βвх свыше верхнего предела найденного в группе изобретений оптимального диапазона значений заведомо приведет к снижению производительности по количеству нагнетаемой среды к нагруженным узлам двигателя, к неоправданному увеличению эксплуатационной энергоемкости и снижению ресурса насоса и маслоагрегата в целом. Аналогично выход за границы найденных диапазонов значений других упомянутых в связанной единым творческим замыслом группе изобретений угловых и частотных параметров узлов, элементов и деталей нагнетающего насоса приведет к резкой разбалансировке конструктивного решения и работы, найденной взаимно согласованной конструктивной композиции.The frequency and configuration of the teeth and depressions in the gear rims of the impellers, overlapped from the ends of the front and rear thrust bearings, endowed with input and output channels, forming together with the corresponding gear wheel consecutive sections of the oil path of the working body OH, and the mutual removal of the axes of the master and driven wheels in the gear working body of the corresponding pump ensures optimal displacement of the pumped medium from each interdental cavity of each of the interacting of their gear wheels in ОН-2 and НН-6, increases smoothness of operation and increase the life of the oil unit while reducing the material consumption and overall dimensions of the nodes of the oil unit as a whole. The specified technical result is also achieved when the input and output channels of thrust bearings and exposure channels of each pair of interacting gear rims of gear wheels ОН-5 and НН-6 are executed, both in the mode of extrusion of the pumped medium and in the mode of subsequent rarefaction in the interdental cavities at the subsequent exit from these opposing teeth of gear rims with the stated angular parameters α out, α ron, input and output channels of axial bearings Rin β, β O received within receptacle found in the invention ranges cheny. The output of the accepted values of the parameters of the elements of the working body OH-5 and HH-6 beyond the limits found in the group of inventions in one direction or another leads to a sharp deterioration of one or a group of components of the combined technical result, including a sharp decrease in efficiency, resource, energy consumption per unit of pumped medium, material and laboriousness of manufacturing a pumping pump and oil unit as a whole. Thus, a decrease in the value of the angle β in below the lower limit of the range found in the group of inventions will result, ceteris paribus, in a decrease in the filling volume of the interdental cavities and, as a result, in a decrease in productivity and efficiency at the rotational speeds of the impellers comparable to those required in the invention and the required energy consumption will require increased energy costs, wear of the working bodies and will lead to a decrease in the resource of the corresponding pump and oil unit. An increase in the received angle β in above the upper limit of the optimal range of values found in the group of inventions will obviously lead to a decrease in productivity in terms of the amount of pumped medium to the loaded engine components, to an unjustified increase in operational energy consumption and a decrease in the resource of the pump and oil unit as a whole. Similarly, going beyond the boundaries of the found ranges of values of the other angular and frequency parameters of the assemblies, elements and parts of the injection pump mentioned in a group of inventions connected in a single creative concept will lead to a sharp imbalance of the design solution and the work found by the mutually agreed structural composition.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017139107A RU2669662C1 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Method of operating gas-turbine engine (gte) oil unit and gte oil unit operating therewith (options) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017139107A RU2669662C1 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Method of operating gas-turbine engine (gte) oil unit and gte oil unit operating therewith (options) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669662C1 true RU2669662C1 (en) | 2018-10-12 |
Family
ID=63862305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017139107A RU2669662C1 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Method of operating gas-turbine engine (gte) oil unit and gte oil unit operating therewith (options) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669662C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2803592C1 (en) * | 2022-12-15 | 2023-09-18 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Oil unit |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456476C1 (en) * | 2011-03-02 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Gear-type pump with end face inlet |
| RU2525054C1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Centrifugal gear-type pump |
| WO2016116694A1 (en) * | 2015-01-19 | 2016-07-28 | Hispano - Suiza | Integration of a pump on a pinion shank |
-
2017
- 2017-11-10 RU RU2017139107A patent/RU2669662C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456476C1 (en) * | 2011-03-02 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Gear-type pump with end face inlet |
| RU2525054C1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Centrifugal gear-type pump |
| WO2016116694A1 (en) * | 2015-01-19 | 2016-07-28 | Hispano - Suiza | Integration of a pump on a pinion shank |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2803592C1 (en) * | 2022-12-15 | 2023-09-18 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Oil unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11512695B2 (en) | External gear pump integrated with two independently driven prime movers | |
| US8388327B2 (en) | Progressing cavity pump with several pump sections | |
| KR20090083293A (en) | Lubricating pump | |
| WO2014118477A1 (en) | Hydraulic motor pump with fixed or variable cylinder capacity | |
| US7094042B1 (en) | Dual-inlet gear pump with unequal flow capability | |
| US1834976A (en) | Rotary compressor, pump or the like | |
| RU2484308C1 (en) | Centrifugal gear-type pump | |
| GB2278402A (en) | Helical gear fluid machine. | |
| RU2669662C1 (en) | Method of operating gas-turbine engine (gte) oil unit and gte oil unit operating therewith (options) | |
| JP6088212B2 (en) | Screw compressor | |
| KR20160144948A (en) | Gerotor Pump with double rotor assembly | |
| RU2669531C1 (en) | Method of gas-turbine engine (gte) oil unit discharge pump operation and gte oil unit discharge pump working therewith (options), gte oil unit discharge pump driving wheel, gte oil unit discharge pump driven wheel | |
| RU2669634C1 (en) | Method of operation of discharge pump of gas turbine engine (gte) oil pump unit and discharge pump of gte oil pump unit operating therewith, gear wheel of discharge pump of gte oil pump unit, block of thrust bearings of discharge pump of gte oil pump unit | |
| WO2023243171A1 (en) | Screw compressor | |
| US4021165A (en) | Rotative machine for fluids with spiral-like passages and vane wheels | |
| RU206547U1 (en) | GEAR PUMP | |
| RU2656479C1 (en) | Method of working the oil aggregate of the turboretactive engine (tre) and the oil-agriculture tre operating this method (options) | |
| RU2656523C1 (en) | Method of the gas-turbine engine (gte) oil unit discharge pump operation and the gte oil unit discharge pump operating under this method, gte oil unit discharge pump impeller | |
| RU2669453C1 (en) | Thrust bearing block for discharge pump of gas turbine engine (gte) oil pump unit (variants), thrust bearing of driving wheel for discharge pump of oil pump unit, thrust bearing of driven wheel for discharge pump of oil pump unit | |
| US3669577A (en) | Variable high speed gear pump | |
| RU2304730C1 (en) | Centrifugal pump | |
| RU2803592C1 (en) | Oil unit | |
| RU2663783C1 (en) | Method of operation of the oil unit displacement pump of the turbojet engine, displacement pump and its impeller | |
| WO2000061947A9 (en) | Dual path hydraulic pump | |
| US1901265A (en) | Transmission |