ПРИВОДНОЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СУФЛЕР ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2015 года по МПК F02C7/06 

Изобретение относится к элементам систем газотурбинных двигателей и может быть использовано в качестве суфлера-сепаратора, воздухоотделителя в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей (ГТД).

Известен приводной центробежный суфлер газотурбинного двигателя, содержащий корпус с маслосбрасывающей резьбой и маслоулавливающей канавкой и установленную в нем осевую крыльчатку, вход в которую сообщен с каналом подвода газомасляной смеси, а выход - через газоотводящие окна с выходным патрубком суфлера (см. М.В. Раздолин, Д.Н. Сурнов. "Агрегаты воздушно-реактивных двигателей". М.: Машгиз, 1973, стр. 213, рис. 2.70 и 2.71).

Недостаток этого устройства заключается в том, что процесс отделения масла от газов недостаточно эффективен, что объясняется тем, что большая часть потока газожидкостной среды поступает на вход осевой крыльчатки вблизи ее корневой части, где действие центробежных сил незначительно, поскольку окружная скорость лопаток в корневой части существенно ниже, чем на ее периферии.

Другой недостаток известного устройства состоит в том, что отвод масла из маслоулавливающей канавки в маслосистему осуществляется не под напором, а самотеком (под действием сил тяжести), поэтому канавка вовремя не опоражнивается, и часть смазки увлекается газами в окружающую атмосферу, что ухудшает экологические характеристики ГТД, так как масло содержит вредные для человека компоненты. Следует обратить внимание и на повышенный расход дорогого авиационного масла.

Задача изобретения - интенсификация процесса отделения масла от газов.

Указанная задача решается тем, что в известном приводном центробежном суфлере ГТД, содержащем корпус с маслосбрасывающей резьбой и маслоулавливающей канавкой и установленную в нем осевую крыльчатку, вход в которую сообщен с каналом подвода газомасляной смеси, а выход - через газоотводящие окна с выходным патрубком суфлера, согласно изобретению проточная часть крыльчатки выполнена в виде направляющей диафрагмы, увеличивающейся в диаметре в сторону выхода, причем участок диафрагмы с максимальным диаметром, меньшим наружного диаметра лопаток крыльчатки, образует с корпусом дополнительные окна, сообщенные через газоотводящие окна с выходным патрубком суфлера.

Целесообразно лопатки осевой крыльчатки, расположенные в зоне размещения маслоулавливающей канавки, выполнить с выступом, заведенным в последнюю.

Для создания напора жидкости в канале отвода масла целесообразно установить регулируемый подпружиненный клапан постоянного перепада давления.

Такое выполнение устройства приводит к тому, что при обтекании потоком газожидкостной смеси стенок диафрагмы происходит плавное перемещение потока от корневой части лопаток крыльчатки к периферийной, где напряженность поля центробежных сил выше и процесс отделения масла от газов становится более эффективным.

Благодаря тому, что концевая часть лопаток крыльчатки погружена внутрь маслоулавливающей канавки, она начинает работать, как радиальная крыльчатка, отбрасывая масло на дно канавки. По мере накопления жидкости в канавке радиальная крыльчатка создает напор, под действием которого открывается клапан постоянного перепада давлений, и маслоулавливающая канавка быстро опорожняется. По мере изменения концентрации жидкости и настройки клапана процесс перетекания масла из канавки в маслосистему имеет периодический или непрерывный характер.

На фиг. 1 показан продольный разрез центробежного суфлера ГТД;

на фиг. 2 - поперечный разрез А-А фиг. 1.

Приводной центробежный суфлер содержит корпус 1 с маслосбрасывающей резьбой 2, соединенной с маслоулавливающей канавкой 3. В корпусе 1 выполнены каналы 4 подвода газожидкостной смеси и выходной патрубок 5 для отвода очищенных от масла газов в атмосферу. Внутри корпуса 1 на приводном валу 6 консольно закреплена осевая крыльчатка 7 с газоотводящими окнами 8, сообщенными с выходным патрубком 5. Лопатки 9 крыльчатки 7 со стороны маслоулавливающей канавки 3 выполнены с выступом 10, заведенным в последнюю с зазором относительно ее боковых стенок. Крыльчатка 7 выполнена в виде направляющей диафрагмы 11, увеличивающейся в диаметре в сторону выхода. Участок диафрагмы 12 с максимальным диаметром, меньшим наружного диаметра лопаток крыльчатки, размещен перед окнами 8 и образует с корпусом 1 дополнительные окна 13. Последние сообщены через окна 8 с выходным патрубком 5. Маслоулавливающая канавка 3 сообщена с каналом 14 отвода уловленного масла. На выходе канала 14 установлен регулируемый подпружиненный клапан 15 постоянного перепада давлений, вход 16 которого сообщен с маслоулавливающей канавкой 3, а выход 17 - с маслосистемой двигателя. Направление нарезки маслосбрасывающей резьбы 2 противоположно направлению вращения приводного вала 6.

Устройство работает следующим образом.

Газожидкостная смесь через каналы 4 в корпусе 1 поступает к лопаткам 9 осевой крыльчатки 7, приводимой во вращение через приводной вал 6.

Благодаря наличию в крыльчатке 7 направляющей диафрагмы 11, поток газожидкостной смеси постепенно разворачивается с минимальной гидравлической потерей от коренной части лопаток 9 к периферийной, где попадает в поле действия центробежных сил, которые на периферии лопаток максимальны. Частицы масла, отбрасываемые лопатками 9 в зазор между крыльчаткой 7 и корпусом 1, заполняют канавку маслосбрасывающей резьбы 2, по которой они перетекают в сторону маслоулавливающей канавки 3, постепенно ее заполняя. Очищенный от частиц масла газ через окна 8 попадает в патрубок 5 и далее в окружающую атмосферу. По мере накопления масла в маслоулавливающей канавке 3 вращающийся в ней выступ 10 лопаток 9 создает напор, при котором открывается клапан 15, и масло через канал 13 с большой скоростью устремляется в маслосистему для повторного использования.

Осуществление изобретения позволит интенсифицировать процесс отделения масла от газов и сократить расход масла в двигателе.

Приводной центробежный суфлер относится к области авиадвигателестроения, в частности к элементам маслосистемы авиационного газотурбинного двигателя (ГТД). Приводной центробежный суфлер ГТД содержит корпус с маслосбрасывающей резьбой и маслоулавливающей канавкой и установленную в нем осевую крыльчатку, вход в которую сообщен с каналом подвода газомасляной смеси, а выход - через газоотводящие окна с выходным патрубком суфлера. Проточная часть крыльчатки выполнена в виде направляющей диафрагмы, увеличивающейся в диаметре в сторону выхода, причем участок диафрагмы с максимальным диаметром, меньшим наружного диаметра лопаток крыльчатки, образует с корпусом дополнительные окна, сообщенные через газоотводящие окна с выходным патрубком суфлера. Лопатки крыльчатки, расположенные в зоне размещения маслоулавливающей канавки, выполнены с выступом, заведенным в последнюю. Маслоулавливающая канавка сообщена со входом регулируемого подпружиненного клапана постоянного перепада, выход из которого сообщен с маслосистемой двигателя. Изобретение позволит повысить эффективность отделения масла от газа и сократить расход масла в двигателе. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Приводной центробежный суфлер газотурбинного двигателя, содержащий корпус с маслосбрасывающей резьбой и маслоулавливающей канавкой и установленную в нем осевую крыльчатку, вход в которую сообщен с каналом подвода газомасляной смеси, а выход - через газоотводящие окна с выходным патрубком суфлера, отличающийся тем, что проточная часть крыльчатки выполнена в виде направляющей диафрагмы, увеличивающейся в диаметре в сторону выхода, причем участок диафрагмы с максимальным диаметром, меньшим наружного диаметра лопаток крыльчатки, образует с корпусом дополнительные окна, сообщенные через газоотводящие окна с выходным патрубком суфлера.

2. Приводной центробежный суфлер газотурбинного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что лопатки крыльчатки, расположенные в зоне размещения маслоулавливающей канавки, выполнены с выступом, заведенным в последнюю.

3. Приводной центробежный суфлер газотурбинного двигателя по п. 2, отличающийся тем, что он снабжен регулируемым подпружиненным клапаном постоянного перепада, вход которого сообщен с маслоулавливающей канавкой, а выход - с маслосистемой двигателя.