Результат интеллектуальной деятельности: ДВУХСЕКЦИОННЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНО-ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС

Изобретение относится к авиадвигателестроению и касается устройства центробежно-шестеренного насоса, используемого в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей.

Известен двухсекционный центробежно-шестеренный насос для систем смазки авиационных газотурбинных двигателей, содержащий корпус с двумя крышками и две пары качающих шестерен с крыльчатками, расположенные на двух общих валах (М.М.Бич, Е.В.Вейнберг, Д.Н.Сурнов. Смазка авиационных газотурбинных двигателей. Москва, Машиностроение, 1979, с.57, рис.4.11.).

К недостатку этого насоса следует отнести наличие двух уплотнительных стыков между корпусом и крышками, которые одновременно являются и регулировочными, так как в эти стыки устанавливается набор регулировочных металлических прокладок (обычно из тонкой фольги) для регулировки торцового зазора между шестернями и корпусом.

Для обеспечения герметичности стыков приходится изготавливать корпус и крышки с массивными тяжелыми фланцами, устанавливать чаще болты увеличенного диаметра, затягивать их большими усилиями, однако герметичности стыков достигнуть затруднительно, так как раздавить металлическую прокладку с большой площадью не удается, а использовать фольгу из мягкого металла (например, оловянную) нельзя из-за высоких рабочих температур масла (до 200°С и более).

Поэтому для обеспечения герметичности стыков иногда в них устанавливают эластичные прокладки (например, из паронита), а торцовые зазоры между шестернями и корпусом обеспечивают индивидуальной подгонкой деталей либо подбором их из большой группы изготовленных заранее шестерен и корпусов, что приводит к неоправданному увеличению трудоемкости изготовления насосов.

Следует заметить, что в современном авиационном газотурбинном двигателе, рассчитанном на большие сверхзвуковые скорости полета (М=3), элементы конструкции в работе нагреваются до столь высоких температур, что попадание на них смазки приводит к незамедлительному ее возгоранию и возникновению пожара на двигателе.

Задачей изобретения является обеспечение герметичности при упрощении настройки торцовых зазоров в шестернях путем разделения регулировочных функций и функций по обеспечению герметичности между разными стыками в насосе. При этом стыки, ответственные только за регулировку, заключены внутри стыка, ответственного только за герметичность.

Указанная задача достигается тем, что в двухсекционном центробежно-шестеренном насосе, содержащем корпус с двумя крышками и две пары качающих шестерен с крыльчатками, расположенные на двух общих валах, согласно изобретению корпус выполнен в виде двух полуразъемов, образующих замкнутую полость, внутри которой установлены крышки, расположенные относительно друг друга в зеркальном и развернутом на 180° положении, образующие вместе с двумя состыкованными с ними полуразъемами корпуса две замкнутые и изолированные друг от друга полости, в которых попарно размещены шестерни каждой секции.

Кроме того:

а) нагнетающие полости обеих секций могут быть сообщены между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов;

б) всасывающие полости обеих секций могут быть сообщены между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов.

в) валы могут быть выполнены с возможностью осевого смещения относительно крыльчаток.

Новым здесь является то, что корпус выполнен в виде двух полуразъемов, образующих замкнутую полость, внутри которой установлены крышки, расположенные относительно друг друга в зеркальном и развернутом на 180° положении, образующие вместе с двумя состыкованными с ними полуразъемами корпуса две замкнутые и изолированные друг от друга полости, в которых попарно размещены шестерни каждой секции.

Кроме того:

а) нагнетающие полости обеих секций могут быть сообщены между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов;

б) всасывающие полости обеих секций могут быть сообщены между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов.

в) валы могут быть выполнены с возможностью осевого смещения относительно крыльчаток.

Заключив регулировочные стыки двухсекционного центробежно-шестеренного насоса в замкнутую полость, образованную двумя полуразъемами корпуса, мы облегчаем настройку торцового зазора в шестернях, поскольку сокращается количество крепежных элементов в регулировочных стыках, а также отпадает надобность в больших усилиях затяжки, так как возможные утечки смазки в этих стыках легко блокируются единственным уплотнительным стыком между полуразъемами корпуса, куда можно установить эластичную уплотнительную прокладку.

Масса насоса снижается за счет облегчения фланцев и сокращения количества крепежных элементов.

Трудоемкость изготовления насоса снижается благодаря унификации ряда деталей, например, крышка насоса одного наименования может быть использована в двух местах, используются дважды регулировочные прокладки из фольги и др.

Соединение полостей нагнетания обеих секций насоса между собой через расположенный внутри корпуса канал с выводом последнего через любой из двух полуразъемов корпуса наружу упрощает коммутацию каналов и сокращает количество арматуры, потребной для подключения насоса в маслосистему двигателя.

Соединив всасывающие полости обеих секций между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов, мы можем обойтись одним входом в насос.

Выполнив валы с возможностью осевого смещения относительно шестерен с крыльчатками, мы делаем крыльчатку более технологичной в изготовлении. Помимо этого облегчается монтаж устройства.

Из уровня техники неизвестны двухсекционные центробежно-шестеренные насосы, корпус которых выполнен в виде двух полуразъемов, образующих замкнутую полость, внутри которой установлены крышки, расположенные относительно друг друга в зеркальном и повернутом на 180° положении, образующие вместе с двумя состыкованными с ними полуразъемами корпуса две замкнутые и изолированные друг от друга полости, в которых попарно размещены шестерни каждой секции, причем одноименные нагнетающие и всасывающие полости каждой из секций соединены между собой через расположенные внутри корпуса каналы, выведенные наружу через любой из двух полуразъемов. Поэтому можно сделать вывод о том, что предложенное устройство соответствует критерию “новизны” и “изобретательского уровня”.

На фиг.1 показан продольный разрез насоса;

на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Двухсекционный центробежно-шестеренный насос содержит корпус, образованный двумя состыкованными по фланцам полуразъемами 1 и 2, в разъеме которых установлена эластичная уплотнительная прокладка 3. Внутри корпуса установлены напротив друг друга две крышки 4 так, что одна из них является зеркальным отражением другой и, кроме того, повернута относительно нее на 180°. Крышки 4 стыкуются с полуразъемами 1 и 2, образуя между собой и полуразъемами две изолированные полости, в которых размещены попарно шестерни с крыльчатками 5, установленные на двух валах, один из которых 6 приводной, образующие две независимые друг от друга секции насоса.

Между крышками 4 и полуразъемами 1 и 2 установлены металлические регулировочные прокладки 7 для регулировки торцового зазора в шестернях с крыльчатками 5.

Нагнетающие полости 8 и 9 обеих секций насоса сообщены между собой каналом 10, выведенным наружу корпуса через отверстие 11.

Всасывающие полости 12 и 13 обеих секций через канал 14 выведены наружу корпуса через отверстие 15.

При работе насоса приводится во вращение вал 6. Кинематически связанные между собой через вал 6 шестерни с крыльчатками 5 начинают вращаться.

Смазка, подведенная к всасывающим полостям 12 и 13 обеих секций насоса, переправляется в полости нагнетания 8 и 9 и далее через канал 10 к отверстию 11, которое сообщено с потребителем.

Одновременно с подводом смазки к полостям 12 и 13 осуществляется подвод смазки от отверстия 15 и канал 14 к зубчатым венцам шестерен с крыльчатками 5, расположенным в зонах, сообщающихся с всасывающими полостями 12 и 13, что обеспечивает высокие пусковые качества двухсекционного центробежно-шестеренного насоса.

Протечки смазки через регулировочные кольца 7 накапливаются внутри полости, образованной полуразъемами 1 и 2, и удерживаются в ней благодаря герметичности уплотнительного кольца 3, создавая завесу, препятствующую подсосу воздуха через неплотности в качающих узлах насоса, и образуя масляную ванну для подшипников насоса, что способствует повышению надежности работы насоса.