Устройство для отвода масла из опоры ротора турбомашины

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к опорам подшипников авиационных газотурбинных двигателей и может найти применение для отвода масла из опоры подшипника при любых положениях двигателя c замкнутой циркуляционной системой смазки.
Известны устройства опор подшипников («Опоры и уплотнения авиационных двигателей и энергетических установок», электронное учебное пособие за авторством Д.К. Новикова и С.В. Фалалеева; г. Самара, издательство Самарского государственного аэрокосмического университета; 2011г, рис. 1.5, 1.6 стр.14, 15.) и («Конструкция авиационных двигателей» ч.2. за авторством А.В. Штода, А.Я. Иванова; издательства ВВИА имени профессора Н.Е. Жуковского; 1958г. фиг. 7.5, 7.6 и 7.7 , стр. 113, 114).
В известных конструкциях опор подшипников с замкнутой циркуляционной системой смазки отвод масла из масляной полости осуществляется через трубопровод откачки, к которому масло попадает под действием силы тяжести. Такие конструкции предусматривают ограничения на максимально допустимые углы наклона оси двигателя. Недопустимыми считаются углы наклона оси, приводящие к попаданию «зеркала масла» на контактные и лабиринтные уплотнения полости наддува перед маслокартером. В этом случае есть риск попадания масла в проточную часть двигателя.
Известны устройства опор подшипников (описания полезных моделей к патентам РФ №185220,177740,126056), в которых для отбрасывания масла от подшипника применены центробежные импеллеры. В известных конструкциях применяется разомкнутая система смазки.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для отвода масла из опоры ротора турбомашины, содержащее предмасляную полость, в которой установлена форсунка для подачи масла, и масляную полость, открытую со стороны подшипника и ограниченную масляным уплотнением, в которой установлено устройство для интенсификации отвода масла, при этом масляная полость соединена выходным каналом с полостью отвода масла (описание изобретения к патенту РФ на изобретение № 2680023, МПК F02C 7/06, опубл. 14.02.2019 Бюл. №5)
В конструкции прототипа применена замкнутая циркуляционная система смазки подшипника. В предмасляной полости установлена форсунка для подачи масла. В масляной полости установлено устройство для интенсификации отвода масла, выполненное в виде маслосбрасывающего кольца, которое уменьшает количество масла, попадающего на лабиринтное уплотнение. Однако маслосбрасывающее кольцо недостаточно эффективно обеспечивает отвод масла из масляной полости, который происходит под действием силы гравитации и масло может накапливаться в масляной полости, возникает риск переполнения маслокартера, давление на лабиринтное уплотнение увеличивается и возможны утечки масла через него. Кроме того не обеспечивается размыкание циркулирования масла в масляной полости.
Технической задачей полезной модели является создание устройства для отвода масла из опоры ротора турбомашины, которое обеспечивает устранение утечек масла из маслокартера независимо от угла наклона оси двигателя за счет придания импульса масляному потоку, движущемуся в масляной полости и обеспечения размыкания циркулирования масла в ней.
Техническим результатом, достигаемым использованием полезной модели, является повышение надежности отвода масла из масляной полости при любых углах наклона оси двигателя, путем использования импеллера для отбрасывания масла от уплотнения и направление его в масляную полость и наличия перегородки, препятствующей повторной циркуляции масла в масляной полости и его накоплению в ней.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для отвода масла из опоры ротора турбомашины, содержащем предмасляную полость, в которой установлена форсунка для подачи масла, и масляную полость, открытую со стороны подшипника и ограниченную масляным уплотнением, в которой установлено устройство для интенсификации отвода масла, при этом масляная полость соединена выходным каналом с полостью отвода масла, в отличие от известного, устройство для интенсификации отвода масла выполнено в виде импеллера, а масляная полость снабжена перегородкой, расположенной в месте соединения масляной полости с выходным каналом и перекрывающей масляную полость.
Для усиления отбрасывания масла в масляную полость предмасляная полость дополнительно может быть снабжена устройством для интенсификации подвода масла, выполненным например, в виде импеллера.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 – устройство для отвода масла из опоры ротора турбомашины;
фиг. 2 – устройство для отвода масла из опоры ротора турбомашины;
фиг. 3 –сечение Б-Б на фиг 2;
фиг. 4 –сечение В-В на фиг 2.
Устройство для отвода масла из опоры ротора турбомашины содержитпредмасляную1 и масляную 2 полости маслокартера 3 (фиг.1).
Предмасляная полость 1 включает в себя подшипник 4 и дополнительно может быть снабжена устройством интенсификации подвода масла, выполненным, например, в виде импеллера 5 или любой другой конструкцией обеспечивающей придание необходимого импульса масляному потоку для движения по масляной полости. Импеллер 5 предназначен для интенсификации отбрасывания масла в масляную полость маслокартера.
Предмасляная полость 1 открыта со стороны подшипника 4 и ограничена маслокартером 3. В предмасляной полости 1 установлена форсунка 6 для подачи масла (фиг.1).
Масляная полость 2 открыта со стороны подшипника 4, ограничена масляным уплотнением 7 и соединена выходным каналом 8 с полостью 9 отвода масла (фиг.2).
В масляной полости 2 установлено устройство для интенсификации отвода масла, выполненное в виде импеллера 10 (фиг.3). Импеллер 10 может иметь любую форму (например, в виде крыльчатки или гайки с прорезями для монтажного инструмента), способствующую приданию импульса масляному потоку и отбрасыванию его от уплотнения 7 масляной полости 2.
В месте соединения масляной полости 2 с выходным каналом 8 установлена направляющая перегородка 11, которая перекрывает масляную полость (фиг. 3 и 4) и связывает масляную полость 2 с полостью 9 отвода масла. Перегородка 11 непосредственно примыкает к полости 9 отвода масла, конструктивно расположена в нижней части маслокартера 3 и перекрывает масляную полость 2.
Устройство работает следующим образом.
При работе двигателя масло через форсунку в предмасляной полости 1 подается на внутреннюю поверхность вала 12, на котором расположен подшипник 4, и через специальные отверстия в валу 12 и во внутренних обоймах подшипника 4 масло подается к телам качения, смазывает и охлаждает детали подшипника 4 максимально равномерным способом.
Масло, отработавшее в подшипнике 4, выходит из него в обе стороны и попадает далее на импеллеры 5 и 10 (фиг.1).
Импульс, придаваемый импеллерами масляному потоку, значительно превосходит силу тяжести так же воздействующую на поток, и тем самым обеспечивает независимость движения масла в масляной полости 2 от направления действия силы тяжести и наклона оси двигателя. Импеллер 5 отбрасывает масло в масляную полость через отверстия 13 в корпусе маслокартера 3, как показано на фиг. 3. Импеллер 10 отбрасывает масло от уплотнения 7 и направляет его в масляную полость 2 (фиг.1).
Далее масляный поток, двигаясь по масляной полости 2 под действием импульса приданного ему импеллером 10 или 5, попадает в перегородку 11, которая препятствует его повторной циркуляции в масляной полости 2 и его накоплению в ней. Перегородка 11 направляет масляный поток из масляной полости 2 в полость отвода масла 9 (фиг.4). Направление движения масла в маслокартере показано стрелками на фиг.1, 2, 3 и 4.
В разработанной конструкции обеспечивается устранение утечек и отвод масла из полости маслокартера независимо от угла наклона оси двигателя.