МАСЛОСИСТЕМА АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2014 года по МПК F02C7/06 

Изобретение относится к области авиадвигателестроения и касается устройства маслосистемы авиационного газотурбинного двигателя (ГТД).

Известна маслосистема авиационного газотурбинного двигателя, содержащая подстыкованную к суфлер-сепаратору единую магистраль суфлирования, сообщенную с суфлирующими магистралями масляных полостей подшипниковых опор роторов компрессора и турбины, снабженных насосами откачки масла (Патент РФ №2328609, МПК F02C 7/06, опубл. в 2008 г.).

В известной маслосистеме концентрация водомасляных загрязнений, скапливающихся в единой суфлирующей магистрали, возрастает по мере подключения в нее новых источников сжатого воздуха. Когда объединенный поток сжатого воздуха от всех суфлируемых полостей двигателя поступит в суфлер-сепаратор, часть загрязнений в нем будет уловлена и переправлена в маслобак для подготовки к последующему циклу работы (фильтрация, охлаждение, диагностика). Однако значительная часть загрязнений не успевает улавливаться в суфлере-сепараторе и попадает в окружающую атмосферу, что приводит не только к потере дефицитного продукта, но и к ухудшению экологических характеристик двигателя. Главной причиной повышенного расхода масла является поток сжатого воздуха, поступающего в единую магистраль суфлирования из масляной полости опорного подшипника ротора турбины, так как он имеет наибольшее давление, самую высокую температуру (до 180°C) и наибольшую концентрацию водомасляных загрязнений из-за большой подачи масла (для охлаждения подшипников опоры ротора турбины).

При попадании в единую суфлирующую магистраль потока сжатого воздуха из масляной полости опорного подшипника ротора турбины в ней резко увеличивается гидросопротивление, что затрудняет отвод суфлируемого воздуха из других масляных полостей системы суфлирования двигателя и может привести к разрушению стенок масляных полостей и аварии двигателя.

Задачей изобретения является предотвращение выброса масла из системы суфлирования двигателя в атмосферу.

Указанная задача решается тем, что в известной маслосистеме авиационного ГТД, содержащей масляные полости подшипниковых опор роторов компрессора и турбины, снабженные насосами откачки масла и суфлирующими магистралями, объединенными в единую магистраль суфлирования, соединенную с суфлером-сепаратором, согласно изобретению, в суфлирующей магистрали масляной полости подшипниковой опоры ротора турбины установлен водомаслоотделитель, дренажная полость которого сообщена магистралью со входом насоса откачки масла.

Благодаря предварительной очистке сжатого воздуха от водомасляных загрязнений в самом напряженном участке системы суфлирования - в суфлирующей магистрали масляной полости подшипниковой опоры ротора турбины - давление потока сжатого воздуха и концентрация загрязнений в нем на выходе из магистрали резко падают, что приводит к снижению гидравлического сопротивления единой магистрали суфлирования и повышению надежности работы системы суфлирования. Особо следует отметить снижение расхода масла и улучшение экологических характеристик двигателя.

Изобретение является простым и надежным средством «лечения» дефектных маслосистем, а материальные затраты при реализации предложения незначительны.

На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема маслосистемы авиационного ГТД.

Маслосистема содержит масляные полости 1, 2 подшипниковых опор ротора компрессора и масляную полость 3 подшипниковой опоры ротора турбины, которые подключены к трем откачивающим насосам, выполненным в виде единого трехсекционного блока 4, установленного на коробке 5 приводов двигательных агрегатов. На коробке 5 установлен также нагнетающий насос 6, сообщенный с маслобаком 7.

Маслосистема снабжена единой магистралью суфлирования 8, подключенной к суфлер-сепаратору 9, установленному на коробке 5. Каждая из масляных полостей 1, 2 и 3 имеет свою суфлирующую магистраль, соответственно 10, 11 и 12, сообщенную с единой магистралью суфлирования 8. В суфлирующей магистрали 12 установлен водомаслоотделитель 13, выполненный в виде шнека 14, размещенного в полости цилиндрического корпуса 15, сообщенной с дренажной полостью 16, которая сообщена магистралью 17 со входом в откачивающий двухсекционный насос 18, обеспечивающий одновременно и откачку масла из коробки 5.

При работе двигателя масло из маслобака 7 поступает на вход нагнетающего насоса 6, из которого, пройдя фильтр и теплообменник, попадает к масляным форсункам, расположенным в масляных полостях 1, 2, 3 опорных подшипников роторов компрессора и турбины и коробки 5 приводов двигательных агрегатов. Отработанная смазка переправляется на вход трех откачивающих насосов, выполненных в едином блоке 4, и далее эвакуируется в маслобак 7. Благодаря утечкам сжатого воздуха и газа из проточной части двигателя в масляные полости 1, 2 и 3 происходит интенсивное перемешивание частиц масла и влаги с воздухом и образовавшаяся смесь начинает заполнять суфлирующие магистрали 10, 11 и 12, при этом водомасляные загрязнения, попавшие в суфлирующую магистраль 12, попадают в корпус 15 водомаслоотделителя и под действием динамического напора сжатого воздуха закручиваются шнеком 14.

Под действием центробежного эффекта осуществляется предварительная очистка воздуха от крупных капель масла и воды, которые, стекая по стенкам корпуса через перфорированную нижнюю перегородку, попадают в дренажную полость 16 водомаслоотделителя, из которой по магистрали 17 переправляются на вход откачивающего насоса 18 и далее в маслобак 7. Сжатый воздух с водомасляными загрязнениями из суфлирующих магистралей 10, 11 вместе с предварительно очищенным от крупных загрязнений сжатым воздухом из суфлирующей магистрали 12 заполняют единую магистраль суфлирования 8, откуда отводятся на вход суфлер-сепаратора 9, который улавливает оставшиеся в нем загрязнения, а чистый воздух выпускается в окружающую атмосферу.

Осуществление изобретения позволит улучшить экологические характеристики двигателя и повысить надежность работы системы суфлирования и двигателя в целом.

Маслосистема авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) относится к авиадвигателестроению, а именно к системам смазки ГТД. Характерная особенность предложенной маслосистемы - предварительная грубая очистка сжатых воздуха и газов, поступающих в суфлирующую магистраль масляной полости подшипниковой опоры ротора турбины, от водомасляных загрязнений, что позволяет снизить гидравлическое сопротивление объединенной, единой магистрали суфлирования, сообщающейся со всеми остальными суфлируемыми масляными полостями двигателя, и дает возможность уменьшить рабочую нагрузку на суфлер-сепаратор, обеспечивающий окончательную чистовую очистку выбрасываемых в окружающую атмосферу воздуха и газов. Давление воздуха и газов в масляных полостях будет снижено, что повысит надежность работы системы суфлирования двигателя, а расход смазки сокращен. Следует обратить внимание также на улучшение экологических характеристик двигателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Маслосистема авиационного газотурбинного двигателя, содержащая масляные полости подшипниковых опор роторов компрессора и турбины, снабженные насосами откачки масла и суфлирующими магистралями, объединенными в единую магистраль суфлирования, соединенную с суфлером-сепаратором, отличающаяся тем, что в суфлирующей магистрали масляной полости подшипниковой опоры ротора турбины установлен водомаслоотделитель, дренажная полость которого сообщена магистралью со входом насоса откачки масла.

2. Маслосистема авиационного газотурбинного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что водомаслоотделитель выполнен в виде шнека, установленного в полости цилиндрического корпуса, сообщенной с дренажной полостью.