RU2854486C1 - Центрифуга маслосистемы газотурбинного двигателя - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к агрегатам масляных систем газотурбинных двигателей (ГТД), а более конкретно к центробежным приводным устройствам для отделения воздуха от масла. Центрифуга содержит вал (1), подшипник (2), колесо (3), втулку (4), уплотнительные кольца (5), крыльчатку (6), втулку (7), уплотнительное кольцо (8), втулку фиксации уплотнительного кольца (9), гайку (10), контровку чашечную (11), заднюю крышку (12), втулку уплотнения (13), резиновые кольца (14), уплотнение (15), корпус центрифуги (16), корпус входа маслосмеси (17), резиновое уплотнение (18), резиновое уплотнение (19), втулку подшипника (20), шариковый подшипник (21), стакан подшипника (22), корпус коробки приводов (23). Технический результат достигнут за счет модернизации конструкции центрифуг, а именно снижения нагрузок на подшипниковые узлы и обеспечения их смазки и охлаждения отфильтрованным маслом. При этом сохраняются положительные стороны существующих конструкций центрифуг по воздухоотделению и массово-габаритным характеристикам. 1 ил.

Description

Изобретение относится к агрегатам масляных систем газотурбинных двигателей (ГТД), а более конкретно к центробежным приводным устройствам для отделения воздуха от масла.

Известна центрифуга на подшипниках скольжения (Трянов А.Е., Конструкция масляных систем авиационных двигателей: учебное пособие/Самарский государственный аэрокосмический университет. Самара, 2007 г, стр. 48). Конструктивная схема таких центрифуг включает корпус, статор, патрубок, шпонку, ротор и крыльчатку. Также в конструкции присутствуют кольцевая полость подвода воздушно-масляной смеси, кольцевая полость отвода масла и кольцевая полость отвода воздуха.

К недостаткам центрифуг на подшипниках скольжения можно отнести повышенные утечки масла в воздушный канал.

Известна центрифуга с радиально-упорным шарикоподшипником и подшипником скольжения (Трянов А.Е., Конструкция масляных система авиационных двигателей: учебное пособие/Самарский государственный аэрокосмический университет. Самара, 2007 г, стр. 47). Конструктивная схема таких центрифуг включает радиально-упорный подшипник, корпус, разделительный диск, крыльчатку, вал, медную втулку, патрубок отвода воздуха.

Недостатком центрифуг с радиально-упорным шарикоподшипником являются повышенные утечки масла в воздушный канал, смазка подшипников скольжения нефильтрованным маслом и высокие осевые нагрузки.

Известна центрифуга на подшипниках качения, расположенных в масляной полости центрифуги (Багров Н.Н., Носов А.Н., Можаев И.С, Дятлова М.М., Андреев В.Ф., Горохов В.В., Морковская Т.М., Масляные системы ГТД Воздухоотделители, 1987 г, стр. 10).

Недостатком технического решения является повышенный нагрев масла, а также смазка подшипников нефильтрованным маслом.

Наиболее близким аналогом является центробежный воздухоотделитель (патент РФ 309875, МПК B64D33/00, опубл. 26.07.1971), содержащий корпус, имеющий входной и выходные патрубки соответственно для масла и воздуха, на подшипниках установлен приводной вал, на который надеты лопаточный ротор с маслоотводящими каналами на периферии и винтовой завихритель. Внутри вала есть отверстие для отвода воздуха. Патрубок установлен тангенциально по направлению окружной скорости потока масла на входе в завихритель.

Недостатком центробежного воздухоотделителя на подшипниках качения также является повышенный нагрев масла, а также смазка подшипников нефильтрованным маслом.

Техническим результатом решения является повышение надежности работы центрифуги за счет повышения долговечности работы подшипников в следствии уменьшения осевых нагрузок на вал и обеспечения смазки отфильтрованным маслом.

Технический результат достигается за счет того, что в центрифуге масляной системы авиационного газотурбинного двигателя, содержащей корпус с отверстиями для входа маслосмеси, вал с крыльчаткой, имеющий внутри отверстие для отвода воздуха, подшипники установлены в передней части вала, также там установлено колесо, причем первый передний подшипник установлен в стакан перед колесом, а второй подшипник после колеса во втулке на одной оси с валом, колесом и крыльчаткой, при этом корпус центрифуги состоит из корпуса коробки приводов, корпуса статора, корпуса входа маслосмеси и задней крышки, причем корпус коробки приводов имеет две изолированные полости, в первой из которых находятся подшипники с колесом, а во второй находится отверстие для входа маслосмеси и образована она стенкой корпуса коробки приводов и стенкой корпуса входа маслосмеси с отверстием, связывающим полость корпуса статора с полостью подачи маслосмеси, при этом полость корпуса статора образована внутренней стенкой корпуса входа маслосмеси, внешней поверхностью вала и внутренней поверхностью корпуса статора, а в самой полости статора установлена крыльчатка с отверстиями для выхода воздуха, соответствующими отверстиям для выхода воздуха на валу, причем корпус статора имеет часть, играющую роль перегородки между полостью корпуса статора и полостью задней крышки, в стенке которой выполнено выходное отверстие для масла, а в самой перегородке также есть отверстия соединяющие область повышенного давления, образованную в полости корпуса статора, с областью пониженного давления, образованной в полости задней крышки, при этом задняя часть вала установлена в перегородке корпуса статора через герметизирующий узел с уплотнительными элементами, а задняя крышка имеет открытую центральную часть для выхода воздуха.

Установленные подшипники, на которых вращается вал вынесены из масляной полости центрифуги и смазываются очищенным маслом, а также не создают нагрев маслосмеси внутри центрифуги. Перегородка между областью повышенного и пониженного давлений объединена с корпусом центрифуги, который не подвижен, благодаря чему осевые нагрузки на роторные детали отсутствуют, при этом обеспечивается низкий процент попадания масла в воздушную полость, что в совокупности со всеми изменениями позволяет увеличить надежность работы центрифуги.

Сущность предлагаемого решения поясняется схемой, представленной на чертеже.

Предлагаемая центрифуга содержит вал (1), подшипник (2), колесо (3), втулку (4), уплотнительные кольца (5), крыльчатку (6), втулку (7), уплотнительное кольцо (8), втулку фиксации уплотнительного кольца (9), гайку (10), контровку чашечную (11), заднюю крышку (12), втулку уплотнения (13), резиновые кольца (14), уплотнение (15), корпус центрифуги (16), корпус входа маслосмеси (17), резиновое уплотнение (18), резиновое уплотнение (19), втулку подшипника (20), шариковый подшипник (21), стакан подшипника (22), корпус коробки приводов (23).

Важной отличительной особенностью здесь является то, что разделительная стенка между крыльчаткой (6) и полостью очищенного от воздуха масла объединена со статорной деталью - корпусом центрифуги (16), а также то, что для защиты от попадания нефильтрованного масла используют уплотнительное кольцо (8) с фиксирующими втулками (7, 9,13). Данная форма крышки центрифуги (12) позволяет исключить осевые нагрузки на подшипниковые узлы.

При работе центрифуги маслосмесь поступает на входное отверстие корпуса коробки приводов (23), далее через отверстие в корпусе входа маслосмеси (17) заходит в межлопаточную полость крыльчатки (6) и закручивается ее лопатками. Под действием центробежных сил, обеспечиваемых вращением вала (1) и колеса (3), более тяжелые частицы масла отбрасываются крыльчаткой (6) на стенку корпуса статора (16), которая является перегородкой между полостью корпуса статора (16) и полостью задней крышки (12), причем стенка имеет отверстия для вытеснения тяжелых частиц масла из области повышенного давления в полости корпуса статора (16) в область пониженного давления в полости задней крышки (12). В свою очередь, частицы воздуха скапливаются и проходят вдоль крыльчатки (6), выходят через отверстия в самой крыльчатке и соответствующие отверстия для выхода воздуха на валу (1). Далее через открытую внутреннюю полость вала и открытую центральную часть задней крышки (12) воздух выходит в атмосферу. Установленные подшипники (2, 21), на которых вращается вал (1) вынесены из масляной полости центрифуги и смазываются очищенным маслом.

Claims (1)

1. Центрифуга масляной системы авиационного газотурбинного двигателя, содержащая корпус с отверстиями для входа маслосмеси, вал с крыльчаткой, имеющий внутри отверстие для отвода воздуха, и установленные подшипники, отличающаяся тем, что подшипники установлены в передней части вала, также там установлено колесо, причем первый передний подшипник установлен в стакан перед колесом, а второй подшипник после колеса во втулке на одной оси с валом, колесом и крыльчаткой, при этом корпус центрифуги состоит из корпуса коробки приводов, корпуса статора, корпуса входа маслосмеси и задней крышки, причем корпус коробки приводов имеет две изолированные полости, в первой из которых находятся подшипники с колесом, а во второй находится отверстие для входа маслосмеси и образована она стенкой корпуса коробки приводов и стенкой корпуса входа маслосмеси с отверстием, связывающим полость корпуса статора с полостью подачи маслосмеси, при этом полость корпуса статора образована внутренней стенкой корпуса входа маслосмеси, внешней поверхностью вала и внутренней поверхностью корпуса статора, а в самой полости статора установлена крыльчатка с отверстиями для выхода воздуха, соответствующими отверстиям для выхода воздуха на валу, причем корпус статора имеет часть, играющую роль перегородки между полостью корпуса статора и полостью задней крышки, в стенке которой выполнено выходное отверстие для масла, а в самой перегородке также есть отверстия соединяющие область повышенного давления, образованную в полости корпуса статора, с областью пониженного давления, образованной в полости задней крышки, при этом задняя часть вала установлена в перегородке корпуса статора через герметизирующий узел с уплотнительными элементами, а задняя крышка имеет открытую центральную часть для выхода воздуха.