×
24.06.2020
220.018.29bd

Результат интеллектуальной деятельности: Приводной центробежный суфлер газотурбинного двигателя

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения, касается элементов систем газотурбинных двигателей и может быть использовано в качестве суфлера-сепаратора, воздухоотделителя в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей. Приводной центробежный суфлер газотурбинного двигателя содержит корпус с маслосбрасывающей резьбой и маслоулавливающей канавкой и установленный в нем на опорных подшипниках приводной вал с осевой крыльчаткой. Перед осевой крыльчаткой установлено выполненное за одно целое с ней радиальное лопаточное колесо, дисковая часть которого расположена под маслосбрасывающей резьбой корпуса и снабжена на периферии каналами, сообщающими между собой проточную часть радиального лопаточного колеса и осевой крыльчатки. Лопаточная часть расположена под маслоулавливающей канавкой и снабжена входными кромками, отогнутыми против направления вращения суфлера. На лопатках осевой крыльчатки на стороне, расположенной против направления вращения суфлера, выполнены поперек оси вращения маслонакопительные канавки, сообщающиеся с маслосбрасывающей резьбой. Изобретение позволяет повысить эффективность сепарации в суфлере, за счет оптимизации траектории движения газожидкостной смеси в проточной части крыльчатки. 2 ил.

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

Известен приводной центробежный суфлер ГТД, содержащий корпус с маслосбрасывающей резьбой и маслоулавливающей канавкой и установленный в нем на опорных подшипниках приводной вал с осевой крыльчаткой (RU 2551454).

Недостаток известного суфлера - повышенный расход смазки, вследствие низкой эффективности процесса сепарации. Часть смазки увлекается сопутствующими газами и через газоотводящие окна попадает в окружающую среду, что снижает экологические характеристики ГТД.

В значительной степени объясняется это тем, что поток газожидкостной смеси попадает на периферию осевой крыльчатки, где напряженность поля центробежных сил максимальна, в самом конце своего пути (перед газоотводящими окнами), что резко снижает эффективность процесса сепарации смеси.

Другим недостатком известного суфлера является отсутствие в нем элементов конструкции, способствующих осаждению и коагуляции масляных включений на стенках лопаток осевой крыльчатки, что приводит к увеличению пути осаждения капель масла и также снижает эффективность сепарации смеси. Следует отметить отсутствие на входе в суфлер элементов конструкции, которые увеличивали бы окружную скорость смеси на входе в крыльчатку, приближая ее к окружной скорости крыльчатки (установка завихрителей, профилирование входных кромок лопаток).

Задача изобретения - повысить эффективность процесса сепарации в суфлере путем оптимизации траектории движения газожидкостной смеси в проточной части крыльчатки.

Указанная задача решается тем, что в известном приводном центробежном суфлере ГТД, содержащем корпус с маслосбрасывающей резьбой и маслоулавливающей канавкой и установленный в нем на опорных подшипниках приводной вал с осевой крыльчаткой, согласно настоящему изобретению, перед осевой крыльчаткой установлено выполненное за одно целое с ней радиальное лопаточное колесо, дисковая часть которого расположена под маслосбрасывающей резьбой корпуса и снабжена на периферии каналами, сообщающими между собой проточную часть радиального лопаточного колеса и осевой крыльчатки, а лопаточная часть расположена под маслоулавливающей канавкой и снабжена входными кромками, отогнутыми против направления вращения суфлера, причем на лопатках осевой крыльчатки на стороне, расположенной против направления вращения суфлера, выполнены поперек оси вращения маслонакопительные канавки, сообщающиеся с маслосбрасывающей резьбой.

Благодаря установке перед осевой крыльчаткой радиального лопаточного колеса, снабженного на периферии диска каналами, сообщающими между собой проточную часть обеих крыльчаток, появилась возможность оптимизировать траекторию движения потока газожидкостной смеси, переместив ее в зону действия максимальных центробежных сил, что повысит эффективность процесса сепарации.

Спрофилировав входные кромки лопастей радиального лопаточного колеса (они отогнуты против направления вращения суфлера), мы получили возможность увеличить окружную скорость газожидкостной смеси на входе в крыльчатку, приблизив ее к окружной скорости крыльчатки, что также повысило эффективность процесса сепарации.

Наличие на лопатках осевой крыльчатки на стороне, расположенной против направления вращения суфлера, маслонакопительных канавок позволит улучшить осаждение и коагуляцию частиц масла, что также повысит эффективность процесса сепарации.

Технический результат от использования изобретения - снижение расхода масла и улучшение экологических характеристик авиационных ГТД.

На фигуре 1 изображен общий вид приводного центробежного суфлера ГТД.

На фигуре 2 изображена крыльчатка (стрелкой показано направление вращения приводного центробежного суфлера ГТД).

Суфлер включает в себя корпус 1 и расположенный в нем на опорных подшипниках 2 приводной вал 3, на котором установлена на шлицах и закреплена гайкой 4 крыльчатка, состоящая из выполненных за одно целое радиального лопаточного колеса 5 и осевой крыльчатки 6.

Входные кромки лопаток 7 радиального лопаточного колеса 5 отогнуты против направления вращения суфлера, а на периферийной его части в диске между лопатками 7 по окружности выполнены каналы 8, сообщающие между собой проточные полости радиального лопаточного колеса 5 и осевой крыльчатки 6. На лопатках 9 осевой крыльчатки 6 имеются маслонакопительные канавки (пазы) 10, направленные перпендикулярно (поперек) маслосбрасывающей резьбе 11, выполненной на внутренней боковой поверхности корпуса 1 со стороны периферийной части лопаток 7 и 9.

На примыкающим к корпусу 1 торце осевой крыльчатки 6 выполнены дополнительные радиальные лопатки 12, образующие импеллерное бесконтактное уплотнение, а в корневой части лопаток 9 вырезаны окна 13 для прохода очищенного газа в канал 14 отвода чистого газа от суфлера. В корпусе 1 имеются также каналы 15 подвода газожидкостой смеси и маслоулавливающая канавка 16 для отвода уловленного масла.

Маслосбрасывающая резьба 11 сообщена с одной стороны с маслоулавливающей канавкой 16, а с другой стороны - с полостью 17 импеллерного уплотнения.

Устройство работает следующим образом.

Газожидкостная смесь по каналам 15 корпуса 1 поступает на вход радиального лопаточного колеса 5 крыльчатки, приводимой во вращение через приводной вал 3. Благодаря отогнутым против направления вращения лопаткам 7 радиального лопаточного колеса 5 увеличивается окружная скорость газожидкостной смеси, приближаясь к окружной скорости крыльчатки, что способствует повышению эффективности сепарации. Попадая на лопатки 7 наиболее крупные капли жидкости под действием центробежных сил отбрасываются на периферийную часть радиального лопаточного колеса 5 крыльчатки, заполняя маслоулавливающую канавку 16 и маслосбрасывающую резьбу 11, которая перемещает уловленную жидкость также в маслоулавливающую канавку 16, возвращая ее в систему смазки двигателя. Часть газожидкостной смеси с более мелкими каплями жидкости через каналы 8 переносится в периферийную часть лопаток 9 осевой крыльчатки 6, где приобретает максимальную окружную скорость, следовательно, наибольшие центробежные силы, действующие на тяжелую фракцию смеси, под действием которых она осаждается в маслосбрасывающей резьбе 11 и переносится ею в маслоулавливающую канавку 16.

Т.к. на процесс сепарации существенное влияние оказывает режим течения тонкого слоя отсепарированной жидкости по подвижным поверхностям лопаток 9, в них выполнены специальные углубления-маслонакопительные канавки (пазы) 10, в которые осаждается тяжелая фракция смеси, что увеличивает скорость течения пленки в направлении маслосбрасывающей резьбы 11 и повышает эффективность сепарации.

Торец осевой крыльчатки 6, примыкающий к торцу корпуса 1 и снабженный дополнительными радиальными лопатками 12, представляет собой импеллерное уплотнение, работающее в диапазоне рабочих режимов работы суфлера (приблизительно 12000 об./мин) и исключающее утечку тяжелой фракции газожидкостой смеси в канал 14 отвода чистого газа, при этом протечки ее через полость 17 переносятся с помощью маслосбрасывающей резьбы 11 в маслосбрасывающую канавку 16 и отводятся в систему смазки ГТД для повторного использования.

Приводной центробежный суфлер газотурбинного двигателя, содержащий корпус с маслосбрасывающей резьбой и маслоулавливающей канавкой и установленный в нем на опорных подшипниках приводной вал с осевой крыльчаткой, отличающийся тем, что перед осевой крыльчаткой установлено выполненное за одно целое с ней радиальное лопаточное колесо, дисковая часть которого расположена под маслосбрасывающей резьбой корпуса и снабжена на периферии каналами, сообщающими между собой проточную часть радиального лопаточного колеса и осевой крыльчатки, а лопаточная часть расположена под маслоулавливающей канавкой и снабжена входными кромками, отогнутыми против направления вращения суфлера, причем на лопатках осевой крыльчатки на стороне, расположенной против направления вращения суфлера, выполнены поперек оси вращения маслонакопительные канавки, сообщающиеся с маслосбрасывающей резьбой.
Приводной центробежный суфлер газотурбинного двигателя
Приводной центробежный суфлер газотурбинного двигателя
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 101-110 из 110.
25.04.2020
№220.018.18c4

Газодинамическое уплотнение опоры ротора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей опор роторов газотурбинных двигателей и энергетических установок. Изобретение позволяет повысить надежность работы газотурбинного двигателя и расширить его эксплуатационные возможности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720057
Дата охранного документа: 23.04.2020
29.04.2020
№220.018.1a52

Устройство защиты от загрязнения оптических датчиков в узлах воздушно-реактивных двигателей

Изобретение относится к системам защиты от загрязнения продуктами сгорания входных окон оптических датчиков, устанавливаемых, в частности, в узлах турбины или камер сгорания газотурбинных или иных воздушно-реактивных двигателей. Устройство защиты от загрязнения оптических датчиков в узлах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720186
Дата охранного документа: 27.04.2020
01.05.2020
№220.018.1aae

Устройство для установки датчика на гладкой опорной поверхности

Изобретение относится к устройствам для крепления предметов к гладким опорным поверхностям. Сущность: устройство содержит жесткий корпус (3), выполненный в виде перевернутого стакана с цельным донышком (7). В основании жесткого корпуса (3) выполнена концентрическая торцевая канавка (8), в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720266
Дата охранного документа: 28.04.2020
24.06.2020
№220.018.2a3d

Способ упрочнения элементов турбомашины металломатричным композитом и установка для его осуществления

Изобретение относится к способам получения металлических композиционных материалов на основе интерметаллида титана, армированных высокомодульными волокнами, применяемых в авиационной технике, в частности, для упрочнения элементов газотурбинных двигателей, а также относится к установкам для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724226
Дата охранного документа: 22.06.2020
04.07.2020
№220.018.2e7b

Способ восстановления и упрочнения антивибрационных полок титановых лопаток компрессора гтд

Изобретение относится к способу восстановления и упрочнения антивибрационных полок титановых лопаток компрессора ГТД и может быть использовано в отрасли авиастроения для ремонта и упрочения как бывших в эксплуатации, так и новых титановых лопаток компрессора ГТД. Методом лазерной наплавки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725469
Дата охранного документа: 02.07.2020
21.05.2023
№223.018.6946

Компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции компенсаторов относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашин, в частности компенсаторов, применяемых в качестве корпуса для измерительной аппаратуры, служащей для замера различных параметров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794949
Дата охранного документа: 26.04.2023
21.05.2023
№223.018.6948

Компенсатор относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции компенсаторов относительных перемещений внутреннего и наружного корпусов турбомашин, в частности компенсаторов, применяемых в качестве корпуса для измерительной аппаратуры, служащей для замера различных параметров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794949
Дата охранного документа: 26.04.2023
03.06.2023
№223.018.7671

Способ эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию

Изобретение относится к области эксплуатации и диагностики авиационных газотурбинных двигателей. Способ эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию включает определение накопленной повреждаемости каждой основной детали двигателя с учетом режимов работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796563
Дата охранного документа: 25.05.2023
16.06.2023
№223.018.7c41

Способ эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию

Изобретение относится к области диагностирования технического состояния авиационных газотурбинных двигателей с учетом конкретных условий эксплуатации. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного способа, является более полное использование потенциальных возможностей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002742321
Дата охранного документа: 04.02.2021
16.06.2023
№223.018.7d0c

Рабочее колесо ротора компрессора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к энергомашиностроению. Рабочее колесо ротора компрессора газотурбинного двигателя содержит диск, на наружной поверхности которого выполнен кольцевой паз, в котором установлены хвостовики типа «ласточкин хвост» лопаток с полками, зафиксированные в окружном направлении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002741685
Дата охранного документа: 28.01.2021
Показаны записи 71-72 из 72.
22.12.2019
№219.017.f09f

Система суфлирования воздуха в авиационном газотурбинном двигателе

Изобретение относится к авиадвигателестроению и касается устройства системы суфлирования воздуха авиационного газотурбинного двигателя (далее ГТД). Задачей изобретения является снижение расхода масла в ГТД за счет рациональной организации подвода воздуха и отвода масла от суфлера. Указанная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709751
Дата охранного документа: 19.12.2019
25.04.2020
№220.018.18a7

Маслосистема газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиадвигателестроения и касается устройства масляной системы авиационного газотурбинного двигателя (ГТД). Маслосистема содержит маслобак, неприводной центробежный воздухоотделитель, размещенный внутри маслобака, и электромагнитный сигнализатор металлических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720054
Дата охранного документа: 23.04.2020
+ добавить свой РИД