УСТРОЙСТВО ВОЗВРАТА МАСЛА Российский патент 2013 года по МПК F02C7/06 

Изобретение относится к устройству возврата масла, содержащего промежуточный корпус турбины, на котором установлены верхняя по потоку подшипниковая опора, в которой образовано первое отверстие, и нижняя по потоку подшипниковая опора, в которой образовано второе отверстие, причем в каждой опоре установлен подшипник.

В турбореактивном двигателе, согласно уровню техники, вал турбины низкого давления отцентрирован сзади с помощью промежуточного подшипника вала и с помощью подшипника, установленного на выходном корпусе. В случае затопления камеры подшипника маслом при неисправности системы возврата масла масло проходит через несколько лабиринтов. Оно возвращается через трубу, проходящую через ступицу выходного корпуса. Затем оно эвакуируется непосредственно в часть, обычно называемую заглушкой. Это эвакуационное устройство необходимо для предотвращения перелива масла на дисковые обода турбины низкого давления и связанной с этим опасности возгорания. Однако это устройство подходит не для всех типов реактивных двигателей, в частности, в случае реактивного двигателя, в котором подшипниковые опоры сгруппированы вместе на промежуточном корпусе турбины, при этом выходной корпус больше не является несущим, а действует в качестве выпрямляющей профильной решетки. В этой конфигурации эвакуированное масло должно проходить через вращающуюся часть, а именно цапфу турбины низкого давления.

Описание турбореактивного двигателя, согласно уровню техники, приведено также в ЕР-А-1316676.

Целью данного изобретения является, в частности, создание устройства возврата масла, которое устраняет указанные недостатки.

Эти цели достигнуты, согласно изобретению, за счет того, что устройство возврата масла содержит цапфу турбины низкого давления, установленную с возможностью вращения относительно промежуточного корпуса турбины, стенку нижней по потоку подшипниковой опоры, расположенную после второго отверстия для направления масла, при этом стенка содержит уплотнение со стенкой от цапфы турбины низкого давления, фиксированное уплотнительное кольцо и проход для масла, предусмотренный в цапфе турбины низкого давления, что позволяет выпускать масло внутрь уплотнительного кольца.

Предпочтительно, цапфа турбины низкого давления содержит щиток, который проходит в продольном направлении над одним концом уплотнительного кольца, для выпуска масла с помощью центрифугирования на указанном конце уплотнительного кольца, и уплотнительное кольцо расширяется от конца, из которого выпускается масло.

Предпочтительно, проход для масла расположен на дне полости, образованной стенками конической формы.

За счет этих признаков можно устанавливать систему для предотвращения действия затопления камеры при конфигурации подшипниковых опор, сгруппированных вместе на промежуточном корпусе турбины.

В одном специальном варианте выполнения устройство возврата масла содержит шарнирное соединение, первое и второе проходные отверстия, образованные в подшипниковых опорах, закрепленных на промежуточном корпусе турбины, стенку подшипниковой опоры, расположенную после второго отверстия, при этом указанная стенка содержит уплотнительные средства стенки от цапфы турбины низкого давления, при этом конец стенки подшипниковой опоры нависает над полостью, образованной имеющими коническую форму стенками.

Кроме того, изобретение относится к авиационному турбинному двигателю, который содержит устройство возврата масла согласно данному изобретению.

Другие признаки и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания примера выполнения в качестве иллюстрации со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - вид в разрезе устройства возврата масла согласно уровню техники;

фиг.2 - вид в разрезе устройства возврата масла согласно данному изобретению;

фиг.3 - вид спереди в перспективе устройства возврата масла турбореактивного двигателя согласно изобретению; и

фиг.4 - вид сзади в перспективе устройства возврата масла турбореактивного двигателя с фиг.3.

На фиг.1 показано в разрезе устройство возврата масла согласно уровню техники. Оно содержит первый подшипник 2 и второй подшипник 4. Указанные подшипники расположены внутри камеры, ограниченной лабиринтными уплотнениями. В случае затопления указанной камеры в результате неисправности системы возврата масла масло течет через лабиринты, как показано стрелками 10 и 12. Масло протекает также справа (согласно фиг.1) от подшипника 2, как показано стрелкой 14, и соединяется с потоком, представленным стрелкой 12.

Масло проходит через другое лабиринтное уплотнение 16 перед эвакуацией через эвакуационную трубу 18 в заглушку (не показана).

Это эвакуационное устройство предотвращает перелив масла на фланцы дисков турбины низкого давления. Однако это устройство не подходит для реактивного двигателя, в котором подшипниковые опоры сгруппированы вместе на промежуточном подшипнике турбины.

На фиг.2 показана в разрезе система возврата масла согласно данному изобретению. Первый подшипник 2 и второй подшипник 4 установлены на верхней по потоку подшипниковой опоре 19 и нижней по потоку подшипниковой опоре 23, которые установлены на промежуточной цапфе 25 турбины. Цапфа 20 турбины низкого давления установлена с возможностью вращения относительно промежуточного корпуса 25 турбины. Подшипники 2 и 4 смазываются струями, которые разбрызгивают поток масла. Первый подшипник 2 смазывается струей 21, как представлено стрелкой 22, и второй подшипник 4 смазывается струей 24, как представлено стрелкой 26.

При нормальной работе масло эвакуируется так же, как и вводится, с помощью струй 21 и 24. Масло возвращается в нижнюю секцию между верхней по потоку подшипниковой опорой 19 и нижней по потоку подшипниковой опорой 23 и направляется по трубе наружу двигателя через ответвление, расположенное также в нижней секции, промежуточного корпуса 25 турбины. Однако неисправность системы эвакуации может приводить к затоплению камеры, в которой расположены подшипники. Указанная камера ограничена шарниром 28, расположенным вблизи подшипника 2, и шарниром 30, расположенным вблизи подшипника 4.

В случае затопления указанной камеры масло проходит через шарнир 28, а затем через первое отверстие 32, предусмотренное в верхней по потоку подшипниковой опоре 19, через второе отверстие 34, расположенное в нижней по потоку подшипниковой опоре 23. Затем масло направляется на стенку 36 нижней по потоку подшипниковой опоры 23. Указанная стенка 36 содержит уплотнение в виде лабиринтного уплотнения 38 со стенкой 40 от цапфы 20 турбины низкого давления. Масло проходит через уплотнение 38 и протекает в полость 42, образованную в цапфе 20 турбины низкого давления. Предпочтительно, стенки указанной полости являются коническими для облегчения протекания масла ко дну полости за счет конфигурации. Указанное дно специально снабжено проходным отверстием 44, позволяющим маслу проходить от одного конца цапфы турбины низкого давления к другому концу.

Цапфа турбины низкого давления содержит также щиток 46, который проходит в продольном направлении над фиксированным уплотнительным кольцом 48. Таким образом, масло под действием центробежных сил отбрасывается на уплотнительное кольцо 48. Масло отбрасывается и проходит по коническому фиксированному уплотнительному кольцу 48 через вращающийся «распределитель» 46 капель в нижнюю часть, где расположено отверстие 50. Затем масло стекает в заглушку (не показана).

Следует отметить, что тем самым масло проходит через вращающуюся часть, цапфу 20 турбины низкого давления. Указанная цапфа расположена в действительности между двумя фиксированными частями, т.е. промежуточным корпусом 25 турбины и уплотнительным кольцом 48.

На фиг.3 и 4 показана на видах спереди и сзади в перспективе, соответственно, система возврата масла. Показаны шарнир 28, первое отверстие 32 и второе отверстие 34, стенка 36, содержащая лабиринтное уплотнение 38, полость 42, содержащая конические стенки, отверстие 44 в дне полости 42, через которое эвакуируется масло, и, наконец, «рассеивающий капли» щиток 46 над одним концом фиксированного уплотнительного кольца 48.

Устройство предназначено для возврата масла, содержит подшипниковые опоры, установленные на промежуточном корпусе турбины, первый и второй подшипники, установленные на подшипниковых опорах, цапфу турбины низкого давления, установленную с возможностью вращения относительно промежуточного корпуса турбины, фиксированное уплотнительное кольцо и проход для масла, предусмотренный в цапфе турбины низкого давления, что позволяет выпускать масло внутрь уплотнительного кольца. Уплотнительное кольцо предпочтительно расширяется от конца, из которого выпускается масло. Такое выполнение устройства позволит предотвратить возгорание масла. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство возврата масла, содержащее промежуточный корпус (25) турбины, на котором установлены верхняя по потоку подшипниковая опора (19), в которой образовано первое отверстие (32), и нижняя по потоку подшипниковая опора (23), в которой образовано второе отверстие (34), каждая из которых содержит подшипник, отличающееся тем, что оно содержит цапфу (20) турбины низкого давления, установленную с возможностью вращения относительно промежуточного корпуса (25) турбины, стенку (36) нижней по потоку подшипниковой опоры (23), расположенную после второго отверстия для направления масла, при этом стенка (36) содержит уплотнение (38) со стенкой (40) от цапфы турбины низкого давления, фиксированное уплотнительное кольцо (48) и проход (44) для масла, предусмотренный в цапфе (20) турбины низкого давления, что позволяет выпускать масло внутрь уплотнительного кольца (48).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цапфа турбины низкого давления содержит щиток (46), который проходит в продольном направлении над одним концом уплотнительного кольца (48) для выпуска масла с помощью центрифугирования на указанном конце уплотнительного кольца (48), при этом уплотнительного кольцо (48) расширяется от конца, из которого выпускается масло.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что проход (44) для масла расположен на дне полости (42), образованной стенками конической формы.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно содержит шарнир (28), при этом конец стенки подшипниковой опоры нависает над полостью, образованной имеющими коническую форму стенками.

5. Авиационный турбинный двигатель, отличающийся тем, что он содержит устройство возврата масла по любому из пп.1-4.