РАДИАЛЬНЫЙ ПРИВОДНОЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СУФЛЕР Российский патент 2016 года по МПК F02C7/06 

Изобретение относится к области машиностроения и касается элементов систем газотурбинных двигателей и может быть использовано в качестве суфлера-сепаратора, воздухоотделителя в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), а также в других устройствах для отделения жидкости от газожидкостной смеси.

Известен радиальный приводной центробежный суфлер, содержащий закрепленную на полом валу в опорных подшипниках крыльчатку, расположенную внутри картера суфлируемой полости (см. М.М. Бич, Е.В. Вейнберг, Д.Н. Сурнов «Смазка авиационных газотурбинных двигателей», М., Машиностроение, 1979 г., стр. 92, рис. 4.48).

Недостаток известного устройства заключается в том, что процесс отделения жидкости от газов в суфлере недостаточно эффективен. Упомянутый недостаток может быть объяснен кратковременным пребыванием потока газожидкостной смеси в проточной части крыльчатки и часть жидких включений, не успевая осадиться в инерционном поле, уносится в окружающую атмосферу.

Другая причина недостаточной эффективности устройства заключается в том, что отвод потока уловленных частиц жидкости осуществляется в противоход движению потока газожидкостной смеси, поступающей в суфлер для очистки, что тормозит процесс сепарации.

Задача изобретения - интенсификация отделения жидкости в суфлере.

Указанная задача решается тем, что в известном радиальном приводном центробежном суфлере, содержащем закрепленную на полом валу в опорных подшипниках крыльчатку, расположенную внутри картера суфлируемой полости, согласно изобретению крыльчатка выполнена составной конструкции и смонтирована внутри установленной на конце вала цилиндрической камеры так, что боковые торцы лопаток крыльчатки упираются в ее заднюю стенку, внешние кромки лопаток по наружному диаметру крыльчатки прилегают к боковой стенке камеры, а в проточную часть крыльчатки установлена поперек лопаток, по меньшей мере, одна пара разделительных перегородок, одна из которых перекрывает межлопаточное пространство крыльчатки в центральной зоне проточной части на выходе из крыльчатки, а другая перегородка перекрывает его в периферийной зоне проточной части на выходе из крыльчатки, причем подвод газожидкостной смеси на вход суфлера выполнен осевым со стороны передней стенки камеры, отвод чистого газа выполнен со стороны задней ее стенки через полый вал, а возврат уловленной суфлером жидкости в картер суфлируемой полости выполнен через радиальные каналы в боковой стенке камеры, на внешней стороне которой выполнен зубчатый венец.

За счет разделения траекторий движения двух потоков, - газожидкостной смеси, поступающей на вход суфлера для очистки, и потока уловленных частиц жидкости, возвращающихся в картер суфлируемой полости для повторного использования, - и за счет увеличения траектории движения потока газожидкостной смеси в проточной части крыльчатки (то есть увеличения времени пребывания смеси в инерционном поле), достигается интенсификация отделения жидкости в суфлере.

На чертеже изображен общий вид радиального приводного центробежного суфлера.

Устройство содержит крыльчатку составной конструкции, состоящей из двух одинаковых лопаточных колес 1, разделенных между собой поперечной перегородкой 2, перекрывающей межлопаточное пространство колес в периферийной зоне проточной части крыльчатки. В средней части лопаточных колес 1 по центру выполнены кольцевые вырезы 3, в которые запрессованы перегородки 4, перекрывающие межлопаточное пространство колес в центральной зоне проточной части крыльчатки. Лопаточные колеса 1 и перегородки 2, 4 смонтированы внутрь цилиндрической камеры 5, выполненной на конце полого вала 6 за одно целое с ним так, что торцевые стороны лопаток колес 1 через перегородку 2 упираются в заднюю стенку 7 камеры 5, а боковые кромки лопаток по наружному диаметру плотно прилегают к ее боковой стенке 8, в которой выполнены два ряда радиальных каналов 9 для отвода уловленной суфлером жидкости внутрь суфлируемой полости картера 10 и зубчатый венец 11 для привода суфлера во вращение. В передней стенке 12 камеры 5 имеется заборный патрубок 13 для подвода газожидкостной среды на вход суфлера. Вал 6 установлен в опорные подшипники 14 и снабжен на противоположном от камеры 5 конце торцовым контактным уплотнением 15. Между опорными подшипниками 14 и уплотнителем 15 в картере 10 имеются каналы 16 для отвода охлаждающей жидкости от подшипников.

Устройство работает следующим образом.

Газожидкостная смесь из суфлируемой полости картера 10 через заборный патрубок 13 в передней стенке 12 камеры 5 под действием перепада давлений попадает в межлопаточное пространство правого лопаточного колеса 1 составной крыльчатки, приводимой во вращение через зубчатый венец 11 на боковой стенке 8 цилиндрической камеры 5. В передней части лопаточного колеса 1, ближайшего к заборному патрубку 13, газожидкостная смесь движется в направлении от центра к периферии и попадает в поле действия инерционных сил. Под действием центробежных сил жидкость отбрасывается к боковой стенке 8 камеры 5 и через первый ряд радиальных каналов 7 возвращается обратно в картер 10 суфлируемой полости. Поток газожидкостной смеси с оставшимися в нем включениями жидкости (но меньших размеров) поворачивается вдоль боковой стенки камеры 5 (то есть движется в осевом направлении, как в осевом суфлере) и, натыкаясь на поперечную перегородку 2, поворачивает и начинает движение в направлении от периферии к центру (то есть задняя часть лопаточного колеса 1 работает по принципу радиального суфлера). Оставшиеся включения жидкости в потоке газожидкостной смеси, попадая в поле действия инерционных сил, также отбрасываются к боковой стенке 8 камеры 5 и через те же радиальные каналы 7 возвращаются в картер 10.

При дальнейшем движении потока газожидкостной смеси в межлопаточном пространстве второго лопаточного колеса 1 описанный выше процесс повторяется, что обеспечивает интенсификацию отделения жидкости в суфлере. Полностью освободившись от жидких включений, поток чистого газа через каналы внутри полого вала 6 выпускается в окружающую среду, что обеспечивает высокие экологические характеристики устройства. Для обеспечения надежной работы опорных подшипников 14 они охлаждаются и смазываются подачей масла через форсунку; отработанная смазка через каналы 16 возвращается в картер 10, а торцовое контактное уплотнение 15 исключит ее утечку в окружающую среду.

Предложенный приводной центробежный суфлер позволяет обеспечить интенсификацию отделения жидкости в суфлере за счет разделения траекторий движения двух потоков, - газожидкостной смеси, поступающей на вход суфлера для очистки, и потока уловленных частиц жидкости, возвращающихся в картер суфлируемой полости для повторного использования, - и за счет увеличения траектории движения потока газожидкостной смеси в проточной части крыльчатки (то есть увеличения времени пребывания смеси в инерционном поле).

Изобретение относится к области машиностроения и касается элементов систем газотурбинных двигателей и может быть использовано в качестве суфлера-сепаратора, воздухоотделителя в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), а также в других устройствах для отделения жидкости от газожидкостной смеси. Крыльчатка выполнена составной конструкции и смонтирована внутри установленной на конце вала цилиндрической камеры. Боковые торцы лопаток крыльчатки упираются в ее заднюю стенку, внешние кромки лопаток по наружному диаметру крыльчатки прилегают к боковой стенке камеры. В проточную часть крыльчатки установлена поперек лопаток по меньшей мере одна пара разделительных перегородок, одна из которых перекрывает межлопаточное пространство крыльчатки в центральной зоне проточной части на выходе из крыльчатки, а другая перегородка перекрывает его в периферийной зоне проточной части на выходе из крыльчатки. При этом подвод газожидкостной смеси на вход суфлера выполнен осевым со стороны передней стенки камеры, отвод чистого газа выполнен со стороны задней ее стенки через полый вал, а возврат уловленной суфлером жидкости в картер суфлируемой полости выполнен через радиальные каналы в боковой стенке камеры, на внешней стороне которой выполнен зубчатый венец. Такое выполнение приводного центробежного суфлера позволит обеспечить интенсификацию отделения жидкости в нем за счет разделения траекторий двух потоков - газожидкостной смеси, поступившей на вход суфлера для очистки, и потока уловленных частиц жидкости, возвращающихся в картер суфлируемой полости для повторного использования.1 ил.

Радиальный приводной центробежный суфлер, содержащий закрепленную на полом валу в опорных подшипниках крыльчатку, расположенную внутри картера суфлируемой полости, отличающийся тем, что крыльчатка выполнена составной конструкции и смонтирована внутри установленной на конце вала цилиндрической камеры так, что боковые торцы лопаток крыльчатки упираются в ее заднюю стенку, внешние кромки лопаток по наружному диаметру крыльчатки прилегают к боковой стенке камеры, а в проточную часть крыльчатки установлена поперек лопаток по меньшей мере одна пара разделительных перегородок, одна из которых перекрывает межлопаточное пространство крыльчатки в центральной зоне проточной части на выходе из крыльчатки, а другая перегородка перекрывает его в периферийной зоне проточной части на выходе из крыльчатки, причем подвод газожидкостной смеси на вход суфлера выполнен осевым со стороны передней стенки камеры, отвод чистого газа выполнен со стороны задней ее стенки через полый вал, а возврат уловленной суфлером жидкости в картер суфлируемой полости выполнен через радиальные каналы в боковой стенке камеры, на внешней стороне которой выполнен зубчатый венец.