МАСЛООТДЕЛИТЕЛЬ И СБОРКА, СОДЕРЖАЩАЯ МАСЛООТДЕЛИТЕЛЬ Российский патент 2014 года по МПК F01D25/18 

Объектом изобретения является маслоотделитель, расположенный на конце вала турбомашины.

Маслоотделитель такого типа (образец которого описан в документе ЕР 0780546 А) помещается на выходе из воздушного потока, поддерживаемого в установке, для переноса масла, которое смазывает подшипники или другие части, для того чтобы отделить воздух от масла, которое рассеяно в виде тумана, перед выпуском воздуха в окружающую среду, и для направления масла во впускное отверстие смазочного устройства. Улавливание масла предотвращает загрязнение окружающей среды, высыхание контура смазки или даже воспламенение вследствие отложения на очень горячих наружных частях. Образец маслоотделителя, рассматриваемый здесь, содержит три главные части: втулку, используемую для сборки и расположения маслоотделителя на вентиляционном валу, соосную с валом турбины и выступающую за пределы задней части установки, и продолжающуюся спереди вала турбины; кожух, ограничивающий полость с втулкой; и фильтр, который может являться сотовой структурой, содержащейся в полости, удерживаемой на месте кожухом и отвечающей за разделение воздуха и масла, которое откладывается на стенках сотовой структуры, когда вентиляционный вал приводит в действие маслоотделитель. Документ ЕР 0780546 А раскрывает кожух, прикрепленный болтами к втулке, чтобы удерживать ее на месте, но использование болтов делает узел более тяжелым и усложняет сборку. Другое решение состоит в приваривании кожуха к втулке. Недостаток этого решения состоит в том, что упомянутый кожух становится не съемным.

В документе FR 2696655 А раскрыта компоновка, в которой кожух и закрывающая пластина полости снабжены круглыми втулками, так что они могут быть надеты на вентиляционный вал друг за другом. Кожух удерживается на месте в осевом направлении штифтами, проходящими через его втулку и вентиляционный вал, и упорными поверхностями, составляющими часть вала турбины, и закрывающей пластины. Закрывающая пластина оказывается удерживаемой на месте гайкой, навинченной на вентиляционный вал. Такая компоновка отличается высокой сложностью.

Согласно документу FR 2299898 А, втулка и кожух удерживаются в осевом направлении на вентиляционном валу между упорными поверхностями, составляющими часть подшипника и гайки. Кожух также упирается в конический выступ на валу. Такая компоновка также сложна, поскольку требуется, чтобы вентиляционный вал выступал в качестве ограничителя для каждого из двух элементов маслоотделителя и был профилирован соответственно.

Задачей изобретения является создание усовершенствованного маслоотделителя, вес которого меньше веса известного маслоотделителя, закрепленного болтами, который легче снимается, по сравнению с приваренным маслоотделителем, и который также обеспечивает лучшее сцепление между втулкой и кожухом, в то же время обеспечивая простую установку на вентиляционный вал.

Согласно основному варианту, изобретение относится к маслоотделителю, содержащему втулку, снабженную гильзой, установленной на вентиляционном валу, и несущим диском, продолжающимся за гильзу, и кожух с накладной пластиной и цилиндрическую втулку, окружающую гильзу, отличающемуся тем, что несущий диск содержит обод, в котором одним концом зацеплена цилиндрическая втулка, накладная пластина удерживается на месте вокруг гильзы и удерживается в продольном направлении вала элементом вентиляционного вала и элементом вала турбины, и накладная пластина удерживается на месте вокруг гильзы в продольном направлении вала первым ограничителем, составляющим часть гильзы.

Предпочтительно, чтобы первый ограничитель состоял из клина на гильзе.

Предпочтительно, чтобы накладная пластина содержала выступающий обод, противоположный втулке и удлиняющий ее.

Еще одним объектом является сборка, содержащая вал турбины, вентиляционный вал, вокруг которого расположен вал турбины, отличающаяся тем, что содержит вышеуказанный маслоотделитель, причем гильза втулки установлена на вентиляционном валу, причем гильза удерживается в продольном направлении валов элементом вентиляционного вала и элементом вала турбины, при этом накладная пластина удерживается на месте в продольном направлении валов между первым ограничителем, составляющим часть гильзы, и вторым ограничителем, закрепленным либо на гильзе, либо на валу турбины.

Предпочтительно, чтобы второй ограничитель составлял часть кольца, зацепленного на гильзе.

Предпочтительно, чтобы второй ограничитель являлся одним концом вала турбины.

Кожух удерживается на месте исключительно ограничителями. Таким образом, обеспечивается значительное снижение веса.

Другим важным преимуществом изобретения является тот факт, что кожух установлен не на вентиляционном валу за втулкой, а непосредственно на втулке; вентиляционный вал поддерживает стопорное средство только одного из двух элементов маслоотделителя и, следовательно, упрощен; будучи удерживаемым на втулке его двумя противоположными концами, кожух установлен на втулку с намного лучшим сцеплением; наконец, легко расположить гильзу втулки, чтобы она поддерживала одну или обе упорные поверхности накладной пластины.

Изобретение будет описано в дальнейшем со ссылкой на фигуры чертежей, на которых:

Фиг.1 и 2 иллюстрируют первый вариант осуществления изобретения, на виде в изометрии и в продольном сечении соответственно;

и Фиг.3 и 4 аналогичны фиг.1 и 2, иллюстрируют второй вариант осуществления изобретения.

Вначале рассмотрим фиг.1 и 2. Сборка содержит маслоотделитель 4, вентиляционный вал 1, вал 2 турбины, соосный с вентиляционным валом и окружающий его; валы 1 и 2 продолжаются в продольном направлении установки, к которой они принадлежат, причем вентиляционный вал 1 выступает за один конец 3 вала 2 турбины к задней части установки.

Маслоотделитель 4 содержит втулку 5, состоящую по существу из цилиндрической гильзы 16, установленной на вентиляционный вал 1 и упирающейся в выступ 15 вала 2 турбины, и гладкий несущий диск 6, перпендикулярный валам 1 и 2 и продолжающийся за пределы гильзы 16, составляющей одно целое с ним. Зажимная гайка 7, навинченная на вентиляционный вал 1, удерживает втулку 5 упирающейся в выступ 15. Маслоотделитель 4 также содержит кожух 8, взаимодействующий с втулкой 5, чтобы ограничить полость 9, внутри которой содержится фильтр 10. Полость 9 ограничена гильзой 16, несущим диском 6, накладной пластиной 11, параллельной несущему диску, и цилиндрической втулкой 12, составляющей часть кожуха 8, который цилиндричен и окружает гильзу 16, будучи соосным с ней и с вентиляционным валом 1. Цилиндрическая втулка 12 составляет единое целое с накладной пластиной 11. Один конец цилиндрической втулки 12, противоположный накладной пластине 11, продолжается под обод 13 несущего диска 6.

Кожух 8 удерживается на месте в осевом направлении двойным ограничителем накладной пластины 11: внутренней поверхностью полости 9, соприкасающейся с клином 14, выступающим из втулки 5, ограничивая перемещение в направлении задней части установки, и ее внешней поверхностью, соприкасающейся с концом 3 вала 2 турбины, ограничивающей перемещение в направлении передней части установки. Также предусмотрен продольный зазор, особенно для того, чтобы исключить сжатие тонкостенной цилиндрической втулки 12, которая имеет отверстия и к которой во время работы приложены большие центробежные силы. Такая сборка с двойным ограничителем означает, что кожух 8 может удерживаться без какого-либо средства крепления, помимо вставки частей. Это достигнуто размещением несущего диска 6 за втулкой 16, в отличие от обычных конструкций по известному патенту, в которых этот диск смежен с концом 3. Сцепление узла улучшено радиальной вставкой кожуха 8 во втулку 5, причем накладная пластина 11 зацеплена вокруг гильзы 16 и обода 13, окружающего цилиндрическую втулку 12 на другом конце, противоположном кожуху 8. Кожух 8 полностью отделен от вентиляционного вала 1.

Вентиляционный вал 1, втулка 5 и цилиндрическая втулка 12 имеют отверстия, для пропускания центростремительного потока воздуха через маслоотделитель 4. Фильтр 10 является сотовой структурой, в которой каналы ориентированы в радиальном направлении; его функция состоит в сборе масла во взвешенном состоянии в потоке путем отложения на стенки сотовой структуры и в отведении его наружу в результате действия центробежных сил, упомянутых выше, создаваемых вращением маслоотделителя 4, и, следовательно, в пропускании только абсолютно сухого воздуха, после завершения им центростремительного перемещения, в вентиляционный вал 1. Прочие детали оборудования маслоотделителя приведены в документе ЕР0780546А. Другие вспомогательные средства, такие как бурты, были использованы ранее и могут быть использованы в настоящем изобретении. В дальнейшем приводится описание фиг.3 и 4.

Множество элементов аналогичны элементам, используемым в предыдущем варианте осуществления изобретения и имеют те же ссылочные позиции; однако в этом варианте обозначение 6 несущего диска и обозначение 8 кожуха перевернуты вдоль маслоотделителя 4, хотя форма осталась той же; несущий диск 6 теперь смежен с концом 3, и накладная пластина 11 теперь расположена впереди маслоотделителя.

Клин 14 остался, но расположен перед втулкой 5 и по-прежнему упирается во внутреннюю поверхность накладной пластины 11. Упругое кольцо 17 добавлено в желоб 18 перед наружной поверхностью накладной пластины 11 и упирается в эту наружную поверхность, так что кожух 11 вновь удерживается на месте нежестким креплением к втулке 5. Преимущества малого веса и легкости установки маслоотделителя также достигаются в этом варианте осуществления, который имеет те же существенные характеристики, что и предыдущий вариант; установка кожуха на втулку двойным ограничителем и вставка частей без жесткого крепления соединительным элементом к втулке. Для данного варианта справедливы пояснения, относящиеся к предыдущему варианту. Этот вариант, в котором кожух 11 собран только с втулкой 5, имеет более простую конструкцию по сравнению с предыдущим вариантом осуществления.

Ниже приводится еще одно улучшение, общее для двух описанных вариантов. Цилиндрическая втулка 12 не только имеет малую толщину, но имеет отверстия, обеспечивающие прохождение потока масла под действием центробежной силы, и, следовательно, состоит из группы пластин 19 вдоль ее окружности между несущим диском 6 или 6 и накладной пластиной 11 или 11. Эти пластины 19 подвергаются сильному изгибу вследствие центробежных сил, которые могут создать концентрации напряжений в месте, в котором они присоединены к накладной пластине 11 или 11. Одним способом устранения этого недостатка является использование обода 20 на внешней окружности накладной пластины 11 или 11 в месте, в котором накладная пластина 11 или 11 присоединена к цилиндрической втулке 12, которая выступает со стороны, противоположной цилиндрической втулке 12, другими словами, к переднему концу установки в варианте выполнения на фигурах 1 и 2 и к задней части в варианте выполнения на фигурах 3 и 4, в то же время удлиняя цилиндрическую втулку 12. Выступ обода 20 в сочетании с центробежными силами, приложенными к нему, создает изгиб конца накладной пластины 11 или 11, который способствует уравновешиванию сил, которые приложены к нему цилиндрической втулкой 12, и, следовательно, снижает концентрации напряжений на ее внешнем крае.

Маслоотделитель содержит втулку, снабженную гильзой, установленной на вентиляционном валу, и несущим диском, продолжающимся за гильзу, а также кожух с накладной пластиной и цилиндрическую втулку, окружающую гильзу. Несущий диск содержит обод, в котором одним концом зацеплена цилиндрическая втулка. Накладная пластина удерживается на месте вокруг гильзы и удерживается в продольном направлении вала элементом вентиляционного вала и элементом вала турбины. Накладная пластина удерживается на месте вокруг гильзы в продольном направлении вала первым ограничителем, составляющим часть гильзы. Другое изобретение относится к сборке, содержащей указанный выше маслоотделитель и вентиляционный вал, вокруг которого расположен вал турбины. Гильза втулки маслоотделителя установлена на вентиляционном валу и удерживается в продольном направлении валов элементом вентиляционного вала и элементом вала турбины. Накладная пластина удерживается на месте в продольном направлении валов между первым ограничителем, составляющим часть гильзы, и вторым ограничителем, закрепленным либо на гильзе, либо на валу турбины. Группа изобретений позволяет снизить вес маслоотделителя, а также упростить его установку на вентиляционном валу. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Маслоотделитель (4, 4'), содержащий втулку (5), снабженную гильзой (16), установленной на вентиляционном валу, и несущим диском (6), продолжающимся за гильзу (16), и кожух (8, 8') с накладной пластиной (11, 11'), и цилиндрическую втулку (12), окружающую гильзу (16), отличающийся тем, что несущий диск содержит обод (13), в котором одним концом зацеплена цилиндрическая втулка (12), накладная пластина (11, 11') удерживается на месте вокруг гильзы (16) и удерживается в продольном направлении вала элементом (7) вентиляционного вала и элементом (15) вала турбины, и накладная пластина (11, 11') удерживается на месте вокруг гильзы (16) в продольном направлении вала первым ограничителем, составляющим часть гильзы (16).

2. Маслоотделитель по п.1, отличающийся тем, что первый ограничитель состоит из клина (14, 14') на гильзе (16).

3. Маслоотделитель по п.1, отличающийся тем, что накладная пластина (11, 11') содержит выступающий обод (20), противоположный втулке (12) и удлиняющий ее.

4. Сборка, содержащая вал (2) турбины, вентиляционный вал (1), вокруг которого расположен вал (2) турбины, отличающаяся тем, что содержит маслоотделитель (4, 4') по одному из пп.1-3, причем гильза (16) втулки (5) установлена на вентиляционном валу (1), причем гильза (16) удерживается в продольном направлении валов элементом (7) вентиляционного вала (1) и элементом (15) вала турбины, при этом накладная пластина (11, 11') удерживается на месте в продольном направлении валов между первым ограничителем, составляющим часть гильзы, и вторым ограничителем, закрепленным либо на гильзе, либо на валу турбины.

5. Сборка по п.4, отличающаяся тем, что второй ограничитель составляет часть кольца (17), зацепленного на гильзе (16).

6. Сборка по п.4, отличающаяся тем, что второй ограничитель является одним концом (3) вала (2) турбины.