×
15.10.2018
218.016.9208

Результат интеллектуальной деятельности: Способ работы нагнетающего насоса маслоагрегата газотурбинного двигателя (ГТД) и нагнетающий насос маслоагрегата ГТД, работающий этим способом, шестерённое колесо нагнетающего насоса маслоагрегата ГТД, блок подпятников нагнетающего насоса маслоагрегата ГТД

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Нагнетающий насос содержит шестеренный рабочий орган, который включает установленные на параллельных валах два колеса, наделяя каждое с торцов подпятниками. Ведущий вал сообщен по крутящему моменту через рессору редуктора привода с источником энергии. Фронтальные подпятники устанавливают в среднем корпусе, а тыльные - в верхнем корпусе маслоагрегата. Подпятники наделяют каждый входным и выходным каналами, формирующими совместно шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта насоса. Расстояние между валами принимают необходимым и достаточным для обеспечения максимального взаимного зацепления зубьев шестеренных колес. В способе работы нагнетающего насоса последний соединяют с маслобаком подводящей магистралью, по которой под минимальным давлением подают через фильтр грубой очистки масло в шестеренный рабочий орган насоса. Масло с повышением давления до требуемого уровня пропускают через рабочий орган насоса, откуда под рабочим давлением через фильтр тонкой очистки по подающей магистрали направляют к нагруженным узлам двигателя для смазки и охлаждения. Подпятники выполнены конструктивно и гидродинамически адаптированными под рабочие параметры зубьев и межзубных впадин зубчатых венцов шестеренных колес. Вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих шестеренных колес производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов колес, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего α. Угловой сектор последующего разрежения α в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения α=α. Технический результат группы изобретений состоит в повышении КПД, ресурса и надежности работы нагнетающего насоса маслоагрегата. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения, а именно, к конструкциям и способам работы нагнетающих насосов в составе маслоагрегата системы смазки нагруженных узлов газотурбинных двигателей авиационного типа, используемых в нефтегазовой и энергетической промышленности.

Из существующего уровня техники известен способ работы шестеренного насоса, содержащего несколько совместно установленных в едином корпусе маслоагрегата параллельно работающих секций, состоящих из пары находящихся в зацеплении шестерен, установленных на двух общих валах, один из которых ведущий (М.М. Бич, Е.В. Вейнберг, Д.Н. Сурнов. Смазка авиационных газотурбинных двигателей. Москва, Машиностроение, 1979 г., с. 97, рис. 4.51).

Известен способ работы шестеренного насоса, включающий блок подпятников, прижатых к торцевых поверхностям шестерен. Подпятники выполнены каждый в виде в виде дисков, наделенных входными и выходными каналами (М.Т. Башта. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. Москва, Машиностроение, 1974 г., рис. 128).

Известен способ работы шестеренного насоса с торцовым входом, содержащий корпус, размещенные в нем шестерни, одна из которых соединена с соосным ей приводным валом, индивидуальные каналы подвода рабочей жидкости к шестерням и магистрали для соединения этих каналов с межзубовыми впадинами шестерен. Магистрали для соединения каналов подвода рабочей жидкости с межзубовыми впадинами шестерен выполнены внутри подпятников, установленных по обеим сторонам шестерен. Одна из пар подпятников подпружинена в сторону шестерен (RU 2456476 С1, опубл. 20.07.2012).

К недостаткам известных решений относятся недостаточная проработанность шестеренного насоса маслоагрегата системы смазки маслом нагруженных узлов двигателя, повышенные сложность конструкции, материалоемкость, относительно невысокая эффективность, надежность и долговечность работы маслоагрегата и обусловленные конструктивными решениями невысокие гидродинамические характеристики, что приводит к повышенному износу трущихся деталей рабочих узлов и снижению надежности работы и КПД насоса в процессе эксплуатации двигателя.

Задача, решаемая группой изобретений, заключается в улучшении гидродинамических и энергетических характеристик нагнетающего насоса маслоагрегата стационарного газотурбинного двигателя авиационного типа в составе газоперекачивающих агрегатов для транспортировки газа или газотурбинной электростанции, повышении КПД, надежности и долговечности работы насоса при снижении материала- и трудоемкости изготовления и энергозатрат на работу маслоагрегата, связанную доставкой очищенного и охлажденного масла в узлы смазки нагруженных узлов двигателя и шестерен КПА.

Поставленная задача решается тем, что в способе работы нагнетающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя (ГТД) газотурбинной установки (ГТУ) газоперекачивающего агрегата (ГПА), имеющего валы ротора высокого давления (РВД) и ротора низкого давления (РНД) с опорами, коробку приводов агрегатов (КПА), маслоагрегат, связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя, согласно изобретению, нагнетающий насос монтируют в корпусе МА, который устанавливают на крышке КПА и соединяют с маслобаком подводящей магистралью, по которой под минимальным давлением подают через фильтр грубой очистки масло в НН, откуда под рабочим давлением через фильтр тонкой очистки по подающей магистрали направляют к нагруженным узлам двигателя для смазки и охлаждения, при этом масло с повышением давления до требуемого уровня пропускают через рабочий орган НН, который выполнен содержащим два шестеренных рабочих колеса, которые устанавливают на двух параллельных валах, наделяя каждое с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками, формирующих совместно с соответствующими шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта рабочего органа НН, причем один из указанных валов выполняют ведущим и сообщают по крутящему моменту через рессору редуктора привода с источником энергии - стартером и/или валом РВД двигателя, а второй выполняют ведомым, на котором устанавливают ведомое рабочее колесо НН, причем каждое из шестеренных колес выполняют имеющим зубчатый венец и диск с ободом, полотном и ступицей, а оба подпятника каждого из шестеренных колес выполняют в виде дисков, зеркально симметричных относительно условной плоскости симметрии, нормальной к плоскости, соединяющей оси указанных валов, и наделяют входными и выходными каналами масляного тракта нагнетающего насоса, причем ступицу каждого шестеренных колес наделяют центральным осевым посадочным отверстием, снабженным на части осевой длины внутренними шлицами, обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от соответствующего вала насоса и выполненными с угловой частотой γшл., определенной в диапазоне значений γшл.=(3,50÷4,14) [ед/рад], при этом расстояние между валами НН принимают необходимым и достаточным для обеспечения возможности максимального взаимного зацепления зубьев зубчатых венцов ведущего и ведомого шестеренных колес, выполненных с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], причем вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих шестеренных колес производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов колес, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений αв.о.н.=(0,42÷0,58) [рад], а угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о.н.в.о.н.;

При этом шестеренные колеса НН могут выполнять в насосе две функции: функцию передачи от источника энергии - стартера или РВД крутящего момента на шестеренные колеса откачивающего насоса, и функцию шестеренного звена объемного вытеснения перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов ведущего и ведомого колес нагнетающего насоса, причем пара колес работает как шестеренный рабочий орган НН, снабжаемый перекачиваемой средой, поступающей через входное отверстие в верхнем корпусе маслоагрегата и далее по внутренним каналам с последующим объемным вытеснением перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес через выходной канал в верхнем корпусе маслоагрегата в систему подачи масла.

Входной канал масляного тракта в подпятниках ведущего и ведомого колес НН могут выполнять в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе βвх, определенном в диапазоне значений βвх=(2,27÷3,19) [рад], а выходной канал масляного тракта в указанных подпятниках образован несквозным в осевом направлении проемом, ограниченным в угловом секторе βвых, определенном в диапазоне значений βвых=(1,01÷1,43) [рад], при этом фронтальные и тыльные подпятники ведущего и ведомого колес НН в зоне примыкания к ответным подпятникам наделяют лыской в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных рабочих колес.

Осевую ширину зубьев зубчатых венцов могут принимать одинаковой для каждого венца шестеренных колес рабочего органа НН, составляющей не менее ширины обода указанных шестеренных рабочих колес.

Центральное отверстие ступицы шестеренного колеса на части осевой длины, свободной от шлицов, могут выполнять с диаметром, превышающем диаметр шлицевого участка в свету на величину, достаточную для образования посадочного места для конгруэнтной посадки на соответствующий вал насоса.

Фронтальные подпятники шестеренных колес могут устанавливать в среднем корпусе маслоагрегата и фиксировать от проворота не менее чем одним общим штифтом.

Тыльные подпятники шестеренных колес могут устанавливать в верхнем корпусе маслоагрегата и фиксировать от проворота не менее чем одним общим штифтом.

Поставленная задача в части нагнетающего насоса решается тем, что нагнетающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами и КПА, связанные магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки, согласно изобретению, выполнен с возможностью нагнетания очищенного и охлажденного масла к опорам РВД и РНД, нагруженным шестерням КПА описанным выше способом.

Поставленная задача шестеренного рабочего колеса нагнетающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА решается тем, что, согласно изобретению, рабочее колесо выполняет в насосе функцию шестеренного звена рабочего органа и содержит зубчатый венец с диском, имеющем обод, полотно и ступицу, совмещенную с полотном диска, при этом зубчатый венец выполнен с прямыми зубьями с эвольвентной конфигурацией боковых стенок и размещенными на ободе диска колеса с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], причем осевая ширина зубьев принята практически совпадающей с осевой шириной обода, при этом ступицу шестеренного колеса наделяют центральными осевыми посадочным отверстием, снабженным на части осевой длины внутренними шлицами, обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от соответствующего вала насоса и выполненными с угловой частотой γшл., определенной в диапазоне значений γшл.=(3,50÷4,14) [ед/рад], а другую часть осевой длины ступицы выполняют свободной от шлицов, необходимой и достаточной для конгруэнтного заведения на посадочное место вала маслоагрегата в зоне расположения шестеренного рабочего органа насоса в проставке между средним и верхним корпусами маслоагрегата, а также с возможностью устойчивого рабочего вращения с фиксацией подпятниками от осевых смещений, причем объем ΔVвп.нн вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце шестеренного колеса смежными боковыми стенками смежных зубьев, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца шестерни, составляет ψ-тую часть от суммарного объема полного количества межзубных впадин зубчатого венца шестеренного колеса Ψ=ΔVвп.нн/ΣΔнн=(7,93÷14,12)⋅10-2 [ед].

При этом шестеренное рабочее колесо нагнетающего насоса маслоагрегата может быть выполнено в качестве ведущего рабочего колеса нагнетающего насоса.

Шестеренное рабочее колесо нагнетающего насоса маслоагрегата может быть выполнено в качестве ведомого рабочего колеса нагнетающего насоса.

Поставленная задача в части блока подпятников нагнетающего насоса решается тем, что блок подпятников нагнетающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего КПА и маслосистему, включающую магистрали подачи очищенного и охлажденного масла к нагруженным узлам двигателя и откачки отработанного масла в маслобак с фильтром тонкой очистки, согласно изобретению, включает четыре подпятника, размещенные попарно в среднем и верхнем корпусе маслоагрегата, состоящие из осевых дисков, формирующих совместно с соответствующими шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта рабочего органа НН, при этом подпятники выполнены конструктивно и гидродинамически адаптированными под рабочие параметры зубьев и межзубных впадин зубчатых венцов ведущего и ведомого шестеренных колес рабочего органа насоса, одновременно экспонируемых потоку перекачиваемой среды, включая охват полной высоты и необходимого количества подвергаемых одномоментному заполнению межзубных впадин взаимодействующих шестеренных колес, причем каждый подпятник имеет форму диска, усеченного на высоту сегмента, обеспечивающую примыкание дисков подпятников по лыскам сегментов в сборе в среднем и верхнем корпусе маслоагрегата, выполненных по совпадающей касательной к делительной окружности зубьев зубчатых венцов шестеренных колес рабочего органа насоса, что соответствует радиусу хорды сегмента до половины высоты зуба зубчатого венца каждого из взаимодействующих шестеренных колес и угловому сектору хорды сегмента ξ определенному в диапазоне ξ=(1,10÷1,55) [рад]; причем диск каждого подпятника выполнен с центральным отверстием, конгруэнтным диаметру соответствующего вала НН маслоагрегата, входной канал масляного тракта в подпятниках шестеренных колес выполнен в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе βвх, определенном в диапазоне значений βвх=(2,27÷3,19) [рад], а выходной канал образован несквозным в осевом направлении проемами, ограниченными в угловом секторе βвых, определенными в диапазоне значений βвых=(1,01÷1,43) [рад], кроме того диск каждого подпятника имеет дуговую площадку удержания и переноса откачиваемой среды в межзубных впадинах венца шестеренного колеса, определенную в угловом диапазоне от границы канала заполнения впадин до начала зоны выдавливания откачиваемой среды, определенный в угловом диапазоне ϕ=(1,54÷2,16) [рад].

Технический результат, достигаемый группой изобретений, объединенных единым творческим замыслом, состоит в разработке способа работы нагнетающего насоса маслоагрегата на всех режимах работы двигателя с улучшенными конструктивными и эксплуатационными характеристиками шестеренных рабочих колес, перекрытых с торцов фронтальными и тыльными подпятниками для ограждения зубчатых венцов колес, наделенных входным и выходным каналами, и формирующих совместно с соответствующим шестеренным колесом последовательные участки масляного тракта рабочего органа насоса, обеспечивая тем самым повышение КПД, ресурса и надежности работы нагнетающего насоса и маслоагрегата двигателя в целом в составе газоперекачивающих агрегатов для транспортировки газа или газотурбинной электростанции.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображен маслоагрегат, продольный разрез;

на фиг. 2 - вид по А на фиг. 1;

на фиг. 3 - фронтальные подпятники взаимодействующих ведущего и ведомого шестеренных колес нагнетающего насоса, вид сверху;

на фиг. 4 - шестеренное колесо нагнетающего насоса, поперечный разрез.

Газотурбинный двигатель ГТУ ГПА выполнен двухвальным двухконтурным. ГТД включает валы РВД и РНД с опорами, коробку приводов агрегатов (КПА) и маслоагрегат. Маслоагрегат (фиг. 1) установлен на крышке КПА, включает нагнетающий насос 1, связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя. Нагнетающий насос НН-1 смонтирован в корпусе маслоагрегата.

В способе работы нагнетающего насоса маслоагрегата масло из маслобака по подводящей магистрали под минимальным давлением подают через фильтр грубой очистки в НН-1. Масло с повышением давления до требуемого уровня пропускают через рабочий орган НН-1 и далее под рабочим давлением через фильтр тонкой очистки по подающей магистрали направляют к нагруженным узлам двигателя для смазки и охлаждения.

Рабочий орган НН-1 содержит два шестеренных рабочих колеса - ведущее колесо 2 и ведомое колесо 3, которые устанавливают на двух параллельных валах 4 и 5 соответственно. Вал 4 выполняют ведущим и сообщают по крутящему моменту через рессору редуктора привода с источником энергии - стартером и/или валом РВД двигателя. Вал 5 выполняют ведомым, на котором устанавливают ведомое рабочее колесо 3 НН, передающее энергию вращения ведущему рабочему колесу 6 откачивающего насоса 7. Шестеренные колеса 2 и 3 наделяют каждое с торцов фронтальными подпятниками 8 и 9 и тыльными подпятниками 10 и 11, формирующих совместно с соответствующими шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта рабочего органа НН. Фронтальные и тыльные подпятники 8, 10 и 9, 11 наделяют входными и выходными каналами масляного тракта нагнетающего насоса (фиг. 3).

Каждое из шестеренных колес 2 и 3 (фиг. 4) выполняют имеющим диск 12 с ободом 13, полотном и ступицей 14, совмещенной с полотном диска, а также зубчатый венец. Зубчатый венец каждого из шестеренных колес 2 и 3 выполнен с прямыми зубьями 15 с эвольвентной конфигурацией боковых стенок и размещенными на ободе 13 диска колеса с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=Nз/2π=(1,27÷2,23) [ед/рад], где Nз -число зубьев в зубчатом венце шестеренного колеса. Осевая ширина зубьев 15 принята практически совпадающей с осевой шириной обода 13 диска колеса. Расстояние между валами 4 и 5 НН принимают необходимым и достаточным для обеспечения возможности максимального взаимного зацепления зубьев 15 зубчатых венцов ведущего и ведомого шестеренных колес 2 и 3. Ступицу 14 каждого шестеренного колеса 2, 3 наделяют центральными осевыми посадочным отверстием 16, снабженным на части осевой длины внутренними шлицами 17, обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от соответствующего вала насоса и выполненными с угловой частотой γш.к., определенной в диапазоне значений γшл.=Nшл./2π=(3,50÷4,14) [ед/рад], где Nшл. - число шлицов в ступице шестеренного колеса. Другую часть осевой длины ступицы 14 выполняют свободной от шлицов, необходимой и достаточной для конгруэнтного заведения на посадочное место вала 4, 5 маслоагрегата в зоне расположения шестеренного рабочего органа НН в проставке 18 между средним и верхним корпусами 19 и 20 маслоагрегата, а также с возможностью устойчивого рабочего вращения с фиксацией подпятниками 8, 10 и 9, 11 от осевых смещений.

Вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих шестеренных колес производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов колес 2, 3, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев 15 зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес 2, 3, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений αв.о.н.=(0,42÷0,58) [рад]. Угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о.н.в.о.н.;

Объем ΔVвп.нн вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце шестеренного колеса 2, 3 смежными боковыми стенками смежных зубьев 15, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев 15 венца шестерни, составляет ψ-тую часть от суммарного объема полного количества межзубных впадин зубчатого венца шестеренного колеса Ψ=ΔVвп.нн/ΣΔVнн=(7,93÷14,12)⋅10-2 [ед].

Подпятники 8, 10 и 9, 11 ведущего и ведомого шестеренных колес 2 и 3 выполняют в виде дисков 21, зеркально симметричных относительно условной плоскости симметрии, нормальной к плоскости, соединяющей оси валов 4, 5. Фронтальные подпятники 8, 10 шестеренных колес НН устанавливают в среднем корпусе 19 маслоагрегата, тыльные подпятники 9, 11 - в верхнем корпусе 20. Подпятники 8, 10 и 9, 11 выполняют конструктивно и гидродинамически адаптированными под рабочие параметры зубьев 15 и межзубных впадин зубчатых венцов ведущего и ведомого шестеренных колес 2, 3 рабочего органа насоса, одновременно экспонируемых потоку перекачиваемой среды, включая охват полной высоты и необходимого количества подвергаемых одномоментному заполнению межзубных впадин взаимодействующих шестеренных колес.

Каждый подпятник 8, 10 и 9, 11 (фиг. 3) имеет форму диска 21, усеченного на высоту сегмента, обеспечивающую примыкание дисков подпятников по лыскам 22 сегментов в сборе в среднем и верхнем корпусе 19 и 20 маслоагрегата, выполненных по совпадающей касательной к делительной окружности зубьев 15 зубчатых венцов шестеренных колес 2, 3 рабочего органа насоса, что соответствует радиусу хорды сегмента до половины высоты зуба 15 зубчатого венца каждого из взаимодействующих шестеренных колес и угловому сектору хорды сегмента ξ определенному в диапазоне ξ=(1,10÷1,55) [рад]. Диск 21 каждого подпятника 8, 10 и 9, 11 выполняют с центральным отверстием 23, конгруэнтным диаметру соответствующего вала 4, 5 нагнетающего насоса маслоагрегата. Входной канал 24 масляного тракта в подпятниках 8, 10 и 9, 11 ведущего и ведомого колес выполняют в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе βвх, определенном в диапазоне значений βвх=(2,27÷3,19) [рад]. Выходной канал 25 масляного тракта в указанных подпятниках 8, 10 и 9, 11 образован несквозным в осевом направлении проемом, ограниченным в угловом секторе βвых, определенном в диапазоне значений βвых=(1,01÷1,43) [рад]. Диск 21 каждого подпятника 8, 10 и 9, 11 имеет дуговую площадку удержания и переноса откачиваемой среды в межзубных впадинах венца шестеренного колеса, определенную в угловом диапазоне от границы канала заполнения впадин до начала зоны выдавливания откачиваемой среды, определенный в угловом диапазоне ϕ=(1,54÷2,16) [рад]. Фронтальные подпятники 8, 10 ведущего и ведомого колес 2, 3 фиксируют от проворота (смещения) не менее чем одним общим штифтом 26. Тыльные подпятники 9, 11 фиксируют от проворота не менее чем одним общим штифтом 27.

В способе работы нагнетающего насоса маслоагрегата шестеренные колеса 2, 3 выполняют в насосе две функции: функцию передачи от источника энергии - стартера или РВД крутящего момента на шестеренные колеса откачивающего насоса 7, и функцию шестеренного звена объемного вытеснения перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов ведущего и ведомого колес 2, 3 нагнетающего насоса. Пара колес 2, 3 работает как шестеренный рабочий орган НН, снабжаемый перекачиваемой средой, поступающей через входное отверстие 28 в верхнем корпусе 20 маслоагрегата и далее по внутренним каналам с последующим объемным вытеснением перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес через выходной канал 29 в верхнем корпусе 20 маслоагрегата в систему подачи масла к нагруженным узлам двигателя для смазки и охлаждения.

Нагнетающий насос маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами и КПА, связанные магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки выполнен с возможностью нагнетания очищенного и охлажденного масла к опорам РВД и РНД, нагруженным шестерням КПА двигательных агрегатов описанным выше способом.

Работает нагнетающий насос следующим образом.

Нагнетающий насос 1 забирает масло из маслобака через фильтр грубой очистки в шестеренный рабочий орган насоса, откуда под рабочим давлением через фильтр тонкой очистки по подающей магистрали направляют к нагруженным узлам двигателя для смазки и охлаждения.

Процесс забора масла из маслобака осуществляют через ведущий вал 4 маслоагрегата, подавая на ведущее и ведомое шестеренные колеса 2 и 3 рабочего органа насоса крутящий момент от источника энергии - стартера или РВД. Шестеренные колеса 2, 3 снабжены с торцов фронтальными и тыльными подпятниками 8, 10 и 9, 11, обеспечивающими торцевое ограждение зубчатых венцов колес рабочего органа. Масло поступает из маслобака в рабочий орган НН через входное отверстие 28 в полость 30 верхнего корпуса 20 маслоагрегата и полость 31 среднего корпуса 19 под минимально необходимым избыточным давлением. По внутреннему каналу через входные каналы 24 фронтальных и тыльных подпятников 8, 10 и 9, 11 масло поступает в межзубные впадины зубчатых венцов колес 2, 3. При прохождении вращающимися колесами 2, 3 зоны всасывания масла, через входные каналы 24 подпятников 8, 10 и 9, 11 происходит наполнение маслом межзубных впадин зубчатых венцов указанных колес и последующее удержание откачиваемого масла в межзубных впадинах в процессе переноса масла в зону выдавливания в рабочем органе насоса. После чего производят объемное вытеснение масла из каждой межзубной впадины взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес 4, 5, осуществляемое в угловом секторе поворота зубчатых венцов, составляющем αв.о.н.=0,49 [рад]. А освобождаемые межзубные впадины зубчатых венцов при продолжении поворота колес попадают в зону последующего разряжения в угловом секторе αр.о.н., который в освобожденной от перекачиваемой среды в межзубной впадине равен углу вытеснения αр.о.н.в.о.н., и повторяется процесс заполнения межзубных впадин новыми порциями откачиваемого масла. Откачанное масло, получившее при вытеснении из межзубных впадин зубчатых венцов колес 2, 3 более высокое давление, через выходные каналы 25 подпятников 8, 10 и 9, 11 и выходной канал 29 в среднем корпусе 19 маслоагрегата по откачивающей магистрали подают в систему подачи масла к нагруженным узлам двигателя для смазки и охлаждения, в том числе к опорам РВД и РНД и нагруженным шестерням КПА двигателя.

Указанный технический результат достигается при выполнении входных и выходных каналов подпятников и каналов экспонирования взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес, как в режиме выдавливания перекачиваемой среды, так и в режиме последующего разрежения в межзубных впадинах при последующем выходе из них зубьев оппозитных зубчатых венцов с заявленными угловыми параметрами αвон, αрон, βвх, βвых, ϕ, ξ и с частотными параметрами γз шестеренных колес рабочего органа насоса, принимаемых в пределах найденных в изобретении диапазонов значений. Выход принимаемых значений параметров элементов рабочего органа насоса за пределы найденных в группе изобретений в ту или иную сторону приводит к резкому ухудшению одной или группы составляющих совокупный технический результат, включая резкое снижение КПД, ресурса, энергоемкости на единицу откачиваемой среды, материало- и трудоемкости изготовления откачивающего насоса и маслоагрегата в целом. Так уменьшение значения угла βвх ниже нижнего предела найденного в группе изобретений диапазона приведет при прочих равных условиях к уменьшению объема наполнения межзубных впадин и как следствие к снижению производительности и КПД при сопоставимых с требуемыми в изобретении скоростями вращения рабочих колес и необходимых для этого энергозатрат, либо потребует повышенных затрат энергии, износа рабочих органов и приведет к снижению ресурса ОН и маслоагрегата. Увеличение принимаемого угла βвх свыше верхнего предела найденного в группе изобретений оптимального диапазона значений заведомо приведет к снижению производительности по количеству нагнетаемой среды к нагруженным узлам двигателя, к неоправданному увеличению эксплуатационной энергоемкости и снижению ресурса насоса и маслоагрегата в целом. Аналогично выход за границы найденных диапазонов значений других упомянутых в связанной единым творческим замыслом группе изобретений угловых и частотных параметров узлов, элементов и деталей нагнетающего насоса приведет к резкой разбалансировке конструктивного решения и работы, найденной взаимно согласованной конструктивной композиции.

Предлагаемая в изобретении частота и конфигурация зубьев 15 и впадин в зубчатых венцах рабочих колес 2, 3 и взаимное удаление осей ведущего и ведомого колес 2, 3 в шестеренном рабочем органе насоса обеспечивает оптимальное вытеснение перекачиваемой среды из каждой межзубной впадины взаимодействующих шестеренных колес в НН-1 и повышает плавность работы и увеличение ресурса насоса при одновременном снижении материалоемкости и габаритов узлов маслоагрегата в целом.


Способ работы нагнетающего насоса маслоагрегата газотурбинного двигателя (ГТД) и нагнетающий насос маслоагрегата ГТД, работающий этим способом, шестерённое колесо нагнетающего насоса маслоагрегата ГТД, блок подпятников нагнетающего насоса маслоагрегата ГТД
Способ работы нагнетающего насоса маслоагрегата газотурбинного двигателя (ГТД) и нагнетающий насос маслоагрегата ГТД, работающий этим способом, шестерённое колесо нагнетающего насоса маслоагрегата ГТД, блок подпятников нагнетающего насоса маслоагрегата ГТД
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 71 items.
24.06.2020
№220.018.29c6

Опора турбины турбомашины

Изобретение относится к области турбо- и авиадвигателестроения, а именно к устройствам опор турбин. Изобретение позволяет исключить возможность чрезмерной стяжки упругих элементов с возможностью контроля натяжения спиц по моменту затяжки регулировочной гайки на ключе при сборке, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724074
Дата охранного документа: 19.06.2020
25.06.2020
№220.018.2af7

Способ работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя и устройство для его реализации

Изобретение относится к способу работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя на основе непрерывно-детонационных камер сгорания и устройству для его реализации. Используют две кольцевые непрерывно-детонационные камеры сгорания, для которых задают начальную температуру их стенок и рабочую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724557
Дата охранного документа: 23.06.2020
25.06.2020
№220.018.2af8

Способ и устройство организации периодической работы непрерывно-детонационной камеры сгорания

Способ организации периодической работы непрерывно-детонационной камеры сгорания включает подачу окислителя и жидкого топлива в виде струй и пристеночных пленок и инициирование горения. Для камеры сгорания определяют усталостную прочность ее стенок и критическую температуру, при которой она...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724558
Дата охранного документа: 23.06.2020
16.07.2020
№220.018.3357

Система удаленного мониторинга газотурбинной установки

Изобретение относится к удаленному мониторингу. Система удаленного мониторинга газотурбинной установки содержит датчики, передающие информацию об эксплуатационных параметрах установки на сервер нижнего уровня, который хранит и передает информацию на сервер верхнего уровня. Сервер нижнего уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726317
Дата охранного документа: 14.07.2020
22.04.2023
№223.018.5119

Газоперекачивающий агрегат

Изобретение относится к области устройств газоперекачивающих агрегатов, а именно, к соединению газотурбинного двигателя с силовой турбиной и выходным валом с выхлопным устройством, содержащим выхлопную улитку при их монтаже в газоперекачивающий агрегат. Газоперекачивающий агрегат, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794302
Дата охранного документа: 14.04.2023
20.05.2023
№223.018.676f

Реактивное сопло с центральным телом

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Реактивное сопло с центральным телом, соединенное с двигателем и содержащее выходное устройство с центральным телом, проточной частью и выходным сечением, отличным от осесимметричного, содержит двигательную часть, закрепленную на двигателе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794950
Дата охранного документа: 26.04.2023
03.06.2023
№223.018.766f

Способ управления расходом топлива в камеру сгорания на запуске газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области управления работой газотурбинных двигателей (ГТД), преимущественно авиационных, и может быть использовано для управления подачей топлива в ГТД на режиме запуска. Предлагается способ управления расходом топлива в камеру сгорания на запуске газотурбинного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796562
Дата охранного документа: 25.05.2023
03.06.2023
№223.018.769a

Ротор турбины низкого давления газотурбинного двигателя

Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к конструкциям роторов турбины низкого давления (ТНД) газотурбинного двигателя (ГТД). Ротор турбины низкого давления газотурбинного двигателя, содержащий промежуточный вал, носок с размещенным на нем подшипником, при этом в носке выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796564
Дата охранного документа: 25.05.2023
16.06.2023
№223.018.7c05

Способ диагностики технического состояния газотурбинного двигателя

Изобретение относится к неразрушающему контролю технического состояния газотурбинных двигателей. Способ диагностики технического состояния газотурбинного двигателя, заключающийся в том, что выбирают параметры, подлежащие диагностическому контролю, текущее значение которых регистрируют на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002745820
Дата охранного документа: 01.04.2021
16.06.2023
№223.018.7d15

Гидродинамический демпфер подшипниковой опоры ротора турбомашины

Изобретение относится к области машиностроения. Демпфер содержит внутренний корпус, образующий с корпусом радиальный зазор. На внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности внутреннего корпуса выполнены проточки. В полости, образованной несквозными цилиндрическими проточками,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002741824
Дата охранного документа: 28.01.2021
Showing 61-70 of 317 items.
20.05.2015
№216.013.4c1d

Способ доводки опытного турбореактивного двигателя

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным турбореактивным двигателям. Доводке подвергают опытный ТРД, выполненный двухконтурным, двухвальным. Доводку ТРД производят поэтапно. На каждом этапе подвергают испытаниям на соответствие заданным параметрам от одного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550999
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4c21

Способ доводки опытного газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. Доводке подвергают опытный ГТД, выполненный двухконтурным, двухвальным. Доводку ГТД производят поэтапно. На каждом этапе подвергают испытаниям на соответствие заданным параметрам от одного до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551003
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4c23

Турбореактивный двигатель

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным турбореактивным двигателям. Турбореактивный двигатель выполнен двухконтурным, двухвальным. Ось вращения поворотного устройства относительно горизонтальной оси повернута на угол не менее 30° по часовой стрелке для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551005
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4c25

Способ доводки опытного газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. Доводке подвергают опытный ГТД, выполненный двухконтурным, двухвальным. Доводку ГТД производят поэтапно. На каждом этапе подвергают испытаниям на соответствие заданным параметрам от одного до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551007
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4c2b

Способ серийного производства газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель, выполненный этим способом

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. В способе серийного производства газотурбинного двигателя изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя. Собирают модули в количестве не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551013
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4c2d

Способ доводки опытного турбореактивного двигателя

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным турбореактивным двигателям. Доводке подвергают опытный ТРД, выполненный двухконтурным, двухвальным. Доводку ТРД производят поэтапно. На каждом этапе подвергают испытаниям на соответствие заданным параметрам от одного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551015
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4c31

Способ доводки опытного турбореактивного двигателя

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным турбореактивным двигателям. Доводке подвергают опытный ТРД, выполненный двухконтурным, двухвальным. На стадии доводки опытный ТРД подвергают испытанию по многоцикловой программе. При выполнении этапов испытания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551019
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4cac

Способ серийного производства газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель, выполненный этим способом

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. В способе серийного производства ГТД изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя. После сборки производят испытания двигателя на влияние...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551142
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4d13

Способ эксплуатации турбореактивного двигателя и турбореактивный двигатель, эксплуатируемый этим способом

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. В способе эксплуатации ТРД перед каждым запуском двигателя осуществляют проверку готовности двигателя к работе, производят запуск, прогрев и вывод двигателя на рабочие режимы, предусмотренные регламентом, останов двигателя, периодически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551245
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.05.2015
№216.013.4d14

Способ доводки опытного газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. Доводке подвергают опытный ГТД, выполненный двухконтурным, двухвальным. Доводку ГТД производят поэтапно. На каждом этапе подвергают испытаниям на соответствие заданным параметрам от одного до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551246
Дата охранного документа: 20.05.2015
+ добавить свой РИД