Турбомашина и система передачи вращающего момента для турбомашины

Турбомашина содержит два вращающихся вала и один агрегат для смазки, содержащий насос с корпусом, внутри которого установлен ротор, приводимый в движение посредством одного из упомянутых валов. Корпус насоса приводится во вращение посредством другого из упомянутых валов таким образом, что приведение в действие насоса зависит от разницы скоростей вращения валов. Валами являются вал двигателя и вал вентилятора. Вал вентилятора приводится в движение валом двигателя посредством редуктора, смазываемого при помощи агрегата для смазки. Редуктор имеет кольцеобразную форму, а насос проходит в осевом направлении через редуктор и вал вентилятора. Корпус насоса соединен канавками с одним из упомянутых валов. Ротор насоса соединен с другим из упомянутых валов канавками или средствами соединения, предназначенными для обеспечения соединения при скорости вращения соответствующего вала, не превышающей предварительно установленную скорость вращения вала. Другое изобретение группы относится к системе передачи вращающего момента для указанной турбомашины. Группа изобретений позволяет снизить габариты узла, включающего редуктор и насос, а также обеспечить снабжение смазкой редуктора в случае авторотации вентилятора. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к турбомашине, оснащенной агрегатом смазки.

предшествующий уровень техники

Турбомашина, как правило, содержит множество ступеней компрессора, в частности компрессор низкого давления (BP) и компрессор высокого давления (HP), которые относятся к первичному корпусу двигателя. Перед компрессором низкого давления расположено рабочее колесо с подвижными лопатками большого размера или вентилятор, которая обеспечивает подачу одновременно потока первичного воздуха, проходящего через компрессоры низкого давления (BP) и высокого давления (HP), потока холодного воздуха или потока вторичного воздуха, направленного непосредственно к реактивному соплу потока холодного воздуха, так называемому вторичному соплу. Вентилятор приводится в движение посредством вала вращения каскада низкого давления (BP) и вращается в целом с такой же скоростью, что и он. Однако, интерес может представлять вращение вентилятора со скоростью, которая меньше скорости вращения вала двигателя или каскада низкого давления (BP), в частности, когда он имеет очень большие габаритные размеры, в целях его лучшей аэродинамической адаптации. Для этого между валом ротора каскада низкого давления и валом вентилятора размещается редуктор, который является опорой вентилятора.

К типам используемых редукторов относятся планетарные редукторы, преимуществом которых является обеспечение высоких показателей уменьшения скорости вращения в небольших пространствах. Эти редукторы отличаются сателлитными шестернями, которые двигаются по внешней коронной шестерне, вращаясь вокруг осей сателлитов, удерживаемых водилом. С точки зрения габаритных размеров и веса предпочтительно вращать сателлиты на их осях посредством гидродинамических подшипников скольжения. Эти подшипники нуждаются в непрерывной смазке во избежание их быстрого разрушения со всеми возможными последствиями, которые могут оказать влияние на функционирование двигателя и безопасность летательного аппарата. Они создают также сложности, что касается безопасности функционирования, и требуют, таким образом, чтобы были приняты меры предосторожности в случае возникновения аварийной ситуации, как, например, блокировка редуктора или авторотация зубчатого колеса вентилятора (обычно называемого режимом авторотации). Действительно, ступени высокого (HP) и низкого (ВР) давления расцеплены, и представляется возможным, чтобы ступень низкого (ВР) давления и вентилятор вращались, в то время как скорость вращения ступени высокого (HP) давления оставалась неопределенной.

Согласно уровню техники, смазка редуктора осуществляется посредством агрегата для смазки, который приводится в действие коробкой привода агрегатов или AGB (Аccessory Gear Box - коробка привода агрегатов), которая, как правило, устанавливается в отсеке гондолы силовой установки. Эта коробка привода агрегатов содержит средства отбора мощности на двигателе турбомашины посредством радиального вала, соединенного со ступенью высокого давления (HP). В случае режима авторотации ступень высокого давления (HP) не вращается, и агрегат для смазки не задействован, в то время как подшипники скольжения редуктора должны быть всегда смазанными.

Таким образом, существует необходимость в нагнетании масла для осуществления смазки редуктора, в частности, когда двигатель остановлен. Для обеспечения этой потребности уже было предложено оснастить турбомашину аварийным насосом, предназначенным для производства смазки редуктора, таким образом, чтобы редуктор мог быть всегда смазанным, даже когда ступень высокого давления (НР) остановлена. В этом случае представляется необходимым дополнительно добавить отбор мощности на воздуходувке или систему подачи электроэнергии для приведения в действие этого насоса. Он может привести, кроме того, к возникновению проблем с занимаемым габаритным объемом, массой и сроком эксплуатации. Недостатком установки этого насоса, таким образом, является усложнение конструкции двигателя, и противоречие поставленной задаче создания компактности и уменьшения веса.

Задачей настоящего изобретения является разработка простого, эффективного и экономически выгодного решения проблем, присущих известному уровню техники.

раскрытие изобретения

В изобретении предлагается турбомашина, содержащая два вращающихся вала и агрегат для смазки, содержащий, по меньшей мере, насос, содержащий корпус, внутри которого установлен ротор, приводимый в движение посредством одного из упомянутых валов; причем корпус насоса приводится во вращение посредством другого из упомянутых валов таким образом, чтобы приведение в действие насоса зависело от разницы скоростей вращения валов, при этом валы являются, соответственно, валом двигателя и валом вентилятора; причем вал вентилятора приводится в движение валом двигателя посредством редуктора, который смазывается при помощи агрегата для смазки, причем редуктор имеет кольцеобразную форму, и через него в осевом направлении проходит насос.

В изобретении предлагается также новый тип установки насоса для смазки в турбомашине, и корпус, и ротор которой приводятся во вращение при различных скоростях, не равных нулю; причем приведение в действие насоса является результатом разницы этих скоростей.

Согласно одной отличительной особенности изобретения, вращающиеся валы являются соосными. Корпус насоса, предпочтительно, установлен соосно с валами. Насос может быть, по меньшей мере, частично размещен внутри одного из валов, которые, как правило, являются полыми. Редуктор имеет кольцеобразную форму. Через последний в осевом направлении проходит насос. Таким образом, насос является относительно компактным и занимает пространство, которое имелось в наличии в предшествующей технике.

Согласно изобретению, валы являются, соответственно, валом двигателя и валом вентилятора; причем вал вентилятора приводится в действие валом двигателя или валом ступени низкого давления (ВР) посредством редуктора, смазка которого осуществляется при помощи агрегата для смазки. Насос, таким образом, приводится в действие, даже когда двигатель остановлен. Например, в случае режима авторотации вентилятор продолжает вращаться, и разница скоростей вентилятора и вала двигателя позволяет приводить в действие насос и, таким образом, осуществлять смазку редуктора. Кроме того, мощность, позволяющая механически привести в действие насос, предназначенный для осуществления смазки редуктора, отбирается как можно ближе к редуктору, что является предпочтительным в плане безопасности (в случае разрушения вала ротора каскада низкого давления между турбиной и компрессором, например).

Необходимость в масле для смазки редуктора в случае режима авторотации составляет, как правило, лишь около 10% от потребности в масле при работе в номинальном режиме, что может быть достигнуто при помощи насоса, относительно компактного и, таким образом, легко устанавливаемого рядом с редуктором.

Корпус насоса может быть соединен с валом двигателя или валом вентилятора, например, посредством канавок. Это соединение может быть прямым или посредством части редуктора, такой как его входная коронная шестерня или его передаточный вал. Действительно, корпус насоса может содержать канавки, взаимодействующие с канавками, имеющими дополняющие формы, вала двигателя (или входной коронной шестерни редуктора, жестко соединенной во вращении с валом двигателя) или вала вентилятора (или передаточного вала, жестко соединенного во вращении с валом вентилятора).

Насос может быть крыльчатого или героторного типа. В заявках на патент EP-A1-0 736 691 и EP-A1-1 396 639 приводится описание объемных насосов героторного типа.

Предпочтительно, ротор насоса приводится в движение одним из упомянутых валов посредством коронной шестерни с внутренним или внешним рядом зубьев. Использование коронной шестерни с внутренним рядом зубьев позволяет валам двигателя и вентилятора вращаться в одном и том же направлении. Это решение позволяет, таким образом, сохранить направление вращения валов и обеспечить небольшую скорость вращения между ротором и корпусом насоса (небольшая скорость вращения позволяет иметь более надежный насос с небольшими скоростями проскальзывания в случае героторного насоса). Использование коронной шестерни с внутренним рядом зубьев позволяет изменять направление вращения и обеспечивать более высокую скорость вращения между ротором и корпусом насоса (при необходимости одинаковой смазки высокая скорость позволяет иметь более компактный насос). В заключение, на входной зубчатой передаче для приведения в действие насоса его технология может быть приведена в соответствие в зависимости от потребностей двигателя.

В качестве варианта или дополнительной отличительной особенности ротор насоса может быть приведен в движение одним из упомянутых валов посредством системы соединения или зацепления, предназначенной для обеспечения соединения исключительно при скорости, не превышающей предварительно установленной скорости вращения вала. Это позволяет производить зацепление ротора насоса с валом приведения в движение (таким как вал ротора каскада низкого давления) исключительно, когда скорость вращения этого вала является небольшой. Насос, таким образом, используется как аварийный насос для осуществления смазки редуктора в случае режима авторотации. Вместе с тем насос может быть использован при штатном функционировании турбомашины для непрерывной смазки редуктора.

Ротор насоса может содержать вал, на котором удерживается, по меньшей мере, одна внутренняя шестерня геротора, взаимодействующая с коронной шестерней с внутренним рядом зубьев, которая вращается в корпусе насоса.

Предпочтительно, ось вращения вала ротора насоса является фиксированной в системе отсчета корпуса насоса.

Предпочтительно, насос имеет продолговатую форму и является, например, по существу цилиндрическим.

Настоящее изобретение также относится к системе передачи вращающего момента для турбомашины, содержащей два вращающихся вала, соединенных друг с другом посредством планетарного редуктора; причем система содержит агрегат для смазки, содержащий, по меньшей мере, насос, содержащий корпус, внутри которого установлен ротор, который приводится в движение посредством одного из упомянутых валов; причем корпус насоса приводится во вращение посредством другого из упомянутых валов таким образом, что приведение в действие насоса зависит от разницы скоростей вращения валов, при этом валы являются, соответственно, валом двигателя и валом вентилятора; причем вал вентилятора приводится в движение валом двигателя посредством редуктора, смазка которого осуществляется при помощи агрегата для смазки, и тем, что редуктор имеет кольцеобразную форму, и через него в осевом направлении проходит насос.

Насос может быть предназначен для смазки редуктора и может рассматриваться как встроенный в систему трансмиссии. Это позволяет иметь вместе и трансмиссию, и насос, безусловным преимуществом которого является автономность касательно его обеспечения маслом для осуществления смазки.

ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖА

В дальнейшем изобретение поясняется описанием неограничительного варианта его осуществления, приводимым со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

- фиг.1 изображает схематический вид половины турбомашины;

- фиг.2 - частичный схематический вид половины турбомашины согласно изобретению и изображает установку насоса для смазки редуктора скорости вращения вала вентилятора турбомашины;

- фиг.3 - схематический вид насоса для смазки для турбомашины согласно изобретению;

- фиг.4 - схематический вид в осевом разрезе насоса для смазки для турбомашины согласно изобретению;

- фиг.5 и 6 изображают схематические виды насосов для смазки героторного и крыльчатого типа, соответственно.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

На фиг.1 показана турбомашина 1 типа турбореактивного двигателя, которая, как правило, содержит вегнтилятор S, компрессор низкого давления 1a, компрессор высокого давления 1b, камеру сгорания 1c, турбину высокого давления 1d, турбину низкого давления 1e и реактивное сопло 1h.

Компрессор высокого давления 1b и турбина высокого давления 1d соединены валом ротора каскада высокого давления 2 и образуют с ним ступень высокого давления (HP). Компрессор низкого давления 1a и турбина низкого давления 1e соединены посредством вала ротора каскада низкого давления 3 и образуют с ним ступень низкого давления (BP).

Согласно представленному техническому решению, которое относится к классическому турбореактивному двигателю, без редуктора, диск, на котором установлены лопатки вентилятора S, приводится в движение посредством вала вентилятора 4 или цапфы BP, который, в свою очередь, приводится в движение непосредственно валом ротора каскада низкого давления 3. В том случае, если редуктор размещен между валом ротора каскада низкого давления 3 и валом воздуходувки 4, то он, как это общеизвестно, является планетарным редуктором.

На фиг.2 показано расположение, обычно выбираемое для установки редуктора 10 в передней части турбореактивного двигателя. Лопатки вентилятора S удерживаются на валу вентилятора 4, который соединен с конструкцией двигателя посредством шарикоподшипника 5, который передает силу тяги, и роликоподшипника 6, который позволяет производить продольные расширения вала вентилятора.

Подшипники этих двух подшипников качения 5, 6 закреплены на одном или множестве конструктивных элементов, образующих опору 8 вала вентилятора 4, которые прикреплены к конструкции турбореактивного двигателя на уровне опорного фланца модульного блока вентилятора 9. Вал вентилятора 4, который вместе с опорным конструктивным элементом 8, лопатками вентилятора S и двумя подшипниками качения 5 и 6 входят в состав модульного блока вентилятора, закреплен своей задней оконечностью на водиле 11 редуктора 10. Со своей стороны, вал ротора каскада низкого давления 3 сцеплен с исполнительным механизмом планетарного типа 12 редуктора 10 посредством канавок 13.

Редуктор 10 прикреплен посредством запирающего и опорного фланцев 14, которые вытянуты в радиальном направлении от коронной шестерни 15 планетарной передачи к одному из концов корпуса опоры 16, которая обеспечивает, таким образом, удерживание в определенном месте редуктора на валу вентилятора 4 и его расположение относительно вала ротора каскада низкого давления 3.

Редуктор зацеплен, с одной стороны, на канавках 13 вала ротора каскада низкого давления 3 посредством шестерней зацепления исполнительного механизма планетарного типа 12 планетарной передачи, а с другой стороны, на валу вентилятора 4, который соединен с водилом 11 той же планетарной передачи. Как правило, планетарная шестерня 12, ось вращения которой совпадает с осью X турбореактивного двигателя, приводит в движение ряд сателлитных шестерней 17, которые равномерно рассредоточены по длине окружности редуктора. Эти сателлиты 17 в свою очередь также вращаются вокруг оси X турбореактивного двигателя, касаясь коронной шестерни 15, которая соединена с конструкцией турбореактивного двигателя корпусом опоры 16. В центре каждого сателлита расположена ось сателлита 18, соединенного с водилом 11; причем сателлит свободно вращается вокруг этой оси при помощи подшипника скольжения 19, безопасность функционирования которого представляет собой предмет изобретения. Вращение сателлитов вокруг их осей 18 в результате взаимодействия их шестерен с коронной шестерней 15 приводит во вращение водило 11 вокруг оси X и, как следствие, во вращение вал вентилятора 4, который с ней сцеплен, со скоростью вращения, которая меньше скорости вала ротора каскада низкого давления 3.

Приведение в движение вала воздуходувки 4 посредством водила 11 обеспечено рядом центрирующих пальцев 20, равномерно рассредоточенных по окружности редуктора, которые вытянуты в осевом направлении от задней оконечности вала воздуходувки 4 и которые вставлены в отверстия, выполненные в водиле 11. Водило 11 симметрично вытянуто с одной и другой стороны редуктора 10 для закрытия совокупности и образования полости, в которой реализуется функция смазки. Втулки 21 завершают закрытие этой полости, закупоривая ее на уровне осей сателлитов 18, с каждой стороны редуктора 10.

Как это описывалось ранее, смазка редуктора 10 обеспечена агрегатом для смазки, который приводится в действие посредством коробки привода агрегатов типа AGB турбореактивного двигателя. Когда двигатель остановлен, но вал вентилятора 4 продолжает вращаться (режим авторотации), должна быть обеспечена смазка редуктора 10 для исключения возможности разрушения его подшипников скольжения 19. Таким образом, в предшествующем уровне техники используется дополнительный аварийный насос для обеспечения смазки редуктора 10 в случае остановки двигателя. В настоящем изобретении предлагается новая технология, которая облегчает, в частности, установку данного типа насоса в турбореактивном двигателе.

Согласно изобретению, аварийный масляный насос содержит корпус, приводимый в движение посредством первого вала турбореактивного двигателя, и ротор, установленный внутри корпуса и приводимый во вращение посредством второго вала турбореактивного двигателя, который вращается со скоростью, отличной от первой скорости вала так, чтобы приведение в действие насоса являлось результатом разницы скоростей валов.

На фиг.2 представлен пример установки насоса 30 данного типа в турбореактивном двигателе вышеупомянутого типа. Насос 30 имеет вытянутую форму, например, по существу цилиндрическую; причем его ось вытягивания по существу совпадает с осью X таким образом, чтобы валы 3, 4 и насос 30 были по существу соосными.

В представленном примере насос 30 расположен внутри вала вентилятора 4 и на части передней оконечности вала ротора каскада низкого давления 3. Редуктор 10 установлен вокруг этой части передней оконечности вала ротора каскада низкого давления 3, и через него, таким образом, проходит часть насоса 30.

Согласно достигнутому уровню техники, имелось пространство, занятое насосом 30. Это пространство, по существу цилиндрическое, в отдельном случае имеет, например, длину 480 мм и радиус 60 мм. Таким образом, представляется вполне возможным установка в этом пространстве масляного насоса для смазки. Насос, габаритные размеры которого позволяют его устанавливать в упомянутом пространстве, мог бы, например, обеспечить подачу масла в объеме 4200 л/час при 3500 об./мин и 600 л/час при 800 об./мин.

Один из конструктивных элементов между ротором и картером насоса 30 соединен соответствующими средствами 32 с валом ротора каскада низкого давления 3 или конструктивным элементом, жестко соединенным во вращении с этим валом, таким как исполнительный механизм планетарного типа 12 редуктора 10, а другой конструктивный элемент насоса соединен соответствующими средствами 34 с валом вентилятора 4 или с конструктивным элементом, жестко соединенным во вращении с этим валом, таким как передаточный вал редуктора, который соединен с водилом 11.

Средствами сцепления 32, 34 могут быть средства крепления, зубчатая передача или комплекты канавок, например. Каждый конструктивный элемент (ротор или корпус) насоса может, например, содержать канавки, вставленные в дополнительные канавки вала или конструктивный элемент приведения в движение.

Насос 30 содержит входной штуцер маслосистемы 36 и сливное отверстие для масла 38. В представленном примере масло доставляется к насосу 30 от задней части турбореактивного двигателя по трубопроводу 40, который проходит в радиальном направлении через выхлопной коллектор, затем в осевом направлении, от задней части к передней, через вал ротора каскада низкого давления и присоединяется посредством вращающегося соединения типа OTB (Oil Transfer Bearing), например, к входному штуцеру маслосистемы 36 насоса.

Сливное отверстие для масла 38 насоса могло бы быть соединено со средствами впрыска масла в редуктор 10 посредством вращающегося соединения типа OTB. Однако, в представленном примере корпус насоса жестко соединен или встроен в вал воздуходувки 4. Таким образом, существует большая потребность в наличии OTB для соединения сливного отверстия для масла насоса с водилом 11 редуктора 10. Простая труба соединяет выходное отверстие насоса с полостями в водилах. Масло для смазки поступает в эти полости, которые выполнены внутри каждой оси сателлита. Соединениями между сателлитами и водилом 11 являются подшипники скольжения, которые смазываются при помощи насоса. Масло подается без OTB внутрь осей сателлитов. Преимуществом этого является отсутствие в дальнейшем необходимости в наличии OTB. Снаружи оси сателлита имеются канавки, которые позволяют создать масляную пленку. На масло оказывается сильное давление для создания этой несущей масляной пленки, что позволяет водилу вращаться вокруг своей оси без трения. Это масло, с учетом подаваемого количества, является достаточным для производства в последующем смазки и особенно отвода тепла, образуемого зубьями сателлитов, находящихся в контакте с зубьями коронной шестерни 15 и центрального исполнительного механизма планетарного типа 12. Масло подается на зубья, проходя через переднюю и заднюю стороны сателлитов или радиальные отверстия, выполненные в сателлитах.

Согласно этому способу практического осуществления смазки планетарной передачи трансмиссия может не содержать дополнительной системы смазки, поскольку все части смазаны. Ввиду близости насоса и передаточного механизма и ограниченного количества кинематических совокупностей смазка трансмиссии посредством этой единственной системы оказывается достаточно надежной.

Насос 30 может быть насосом крыльчатого или героторного типа. Эти типы насосов хорошо известны специалистам. В заявках на патент EP-A1-0 736 691 и EP-A1-1 396 639 приводится описание, например, объемных насосов героторного типа.

Фиг.3 очень схематично изображает крыльчатый или героторный насос 30, который может быть встроен в турбореактивный двигатель.

Как это показано на фиг.3, насос 30 содержит вал 42, который центрирован и направляется во вращении в корпусе насоса 44 таким образом, чтобы его ось вращения A была неподвижной в системе отсчета корпуса 44 (положение вала 42, таким образом, является фиксированным относительно корпуса 44). Это решение позволяет синхронизировать движение корпуса и, таким образом, входного штуцера маслосистемы и сливного отверстия для масла относительно оси ротора, который обеспечивает нагнетание масла, что позволяет обеспечить хорошее функционирование насоса.

Вал 42 содержит шестерню 46, находящуюся в зацеплении с внутренним рядом зубьев 48 коронной шестерни 50, соединенной соответствующими средствами 51 с одним из валов, таким как вал ротора каскада низкого давления 3, и содержит также средства 52 приведения в движение, по меньшей мере, одной шестерни геротора или, по меньшей мере, одного крыльчатого ротора, который предназначен для взаимодействия с корпусом насоса 44 или с коронной шестерней, установленной в этом корпусе, для нагнетания масла, как это будет более детально описано в последующем.

Использование коронной шестерни 50 с внутренним рядом зубьев 48 позволяет валу 42 насоса вращаться в том же направлении, что и вал ротора каскада низкого давления. Как вариант, в том случае, когда шестерня 46 будет зацепляться с внешним рядом зубьев коронной шестерни 50, соединенной с валом ротора каскада низкого давления 3, валы 42, 3 насоса и вал ротора каскада низкого давления будут вращаться в противоположных направлениях.

Кроме того, использование шестерни 46 является предпочтительным, поскольку количество ее зубьев может быть определено для оптимизации относительных скоростей вращения валов 42, 3.

Корпус насоса 44 соединен соответствующими средствами 54 с другим валом, в данном случае с валом вентилятора 4.

На фиг.4 более детально изображен масляный насос 30', специально приспособленный для установки в вышеупомянутом пространстве.

Конструктивные элементы насоса 30', описание которых уже было приведено ранее, имеют такие же цифровые позиции. Таким образом, насос 30', представленный на фиг.4, содержит вал 42, который центрирован и направляется во вращении в корпусе насоса 44 вокруг оси A и относительное положение которого является фиксированным относительно этого корпуса 44. Вал 42 содержит шестерню 46, находящуюся в зацеплении с внутренним рядом зубьев 48 коронной шестерни 50, соединенной средствами зацепления 51 с валом ротора каскада низкого давления 3.

На валу 42 размещена, по меньшей мере, одна шестерня геротора 56 или крыльчатый ротор 57, причем шестерня геротора 56 изображена на фиг.5, а крыльчатый ротор 57 изображен на фиг.6.

Шестерня 56 соосно прикреплена к валу 42, причем шестерня 56 содержит, например, паз 56a, в который вводится палец вала 42. Шестерня 56 подвижна во вращении в коронной шестерне 58 с внутренним рядом зубьев, который, в свою очередь, подвижен во вращении в корпусе насоса 59 (фиг.5). Коронная шестерня 58 содержит по существу цилиндрическую внешнюю поверхность 60, которая взаимодействует с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса насоса 59, который, в свою очередь, содержит внешнюю цилиндрическую поверхность 61, которая взаимодействует с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса насоса 44; причем цифровая позиция 62 на фиг.4 обозначает эту цилиндрическую поверхность корпуса 44, которая ограничивает пространство C приема совокупности конструктивных элементов 56, 58, 59, представленных на фиг.5.

Коронная шестерня 58 и корпус насоса 59 содержат радиальные отверстия 63a, 63b для прохождения масла; причем корпус насоса 59 содержит, кроме того, сквозное продольное отверстие 64. В корпусе насоса 44 установлен прямолинейный шток 65, который проходит сквозь отверстие 64 корпуса насоса 59 для его блокирования во вращении вокруг оси B в пространстве C и для того, чтобы радиальные отверстия 63b для прохождения масла в корпусе насоса 59 были расположены радиально по одной линии с радиальными отверстиями 66 для прохождения масла в корпусе насоса 44. Таким образом, понятно, что в представленном примере насос 30' имеет радиальную подачу и радиальный выход масла.

Как вариант, можно было бы использовать насос с осевой подачей и осевым выходом масла. Конструктивные элементы 56, 58, 59, таким образом, были бы размещены между двумя дисками, которые содержали бы осевые отверстия, которые бы сообщались с осевыми отверстиями корпуса насоса. Способ практической реализации, представленный на фиг.4, изображает эксцентриковый насос, в котором эксцентричность осуществляется путем смещения оси A относительно оси B, которая является осью редуктора, образованного шестерней 46 и коронной шестерней 50. Этот способ практической реализации позволяет осуществлять уменьшение хода при помощи этого маленького редуктора, преимуществом которого является легкая адаптация в зависимости от потребностей. Другой способ практической реализации будет возможен с осью A, расположенной по одной линии с осью B редуктора. Корпус опоры 59 будет образован, таким образом, эксцентриком. Таким образом, будет получена система, которая будет занимать меньше места, но без уменьшения скорости вращения.

Крыльчатый ротор 57, представленный на фиг.6, прикреплен соосно к валу 42. Он содержит радиальные пазы для размещения и для перемещения в радиальном направлении лопаток 67, внешние радиальные концы которых взаимодействуют с внутренней цилиндрической поверхностью 62, определяя, таким образом, пространство C корпуса насоса 59 (фиг.4 и 6). В примере, изображенном на фиг.6, насос также имеет радиальную подачу и радиальный выход масла.

В том случае, если насос 30' содержит две и более шестерней геротора 56, каждая шестерня может быть отделена от других шестерней кольцеобразными дисками (не показаны), установленными в пространстве C и расположенными с каждой стороны шестерни 56. Шток 65, таким образом, может быть использован для блокирования во вращении всех корпусов насоса 59 и дисков насоса.

Средства зацепления 54 корпуса насоса 44 и вала вентилятора 4 содержат в данном случае канавки. Средства зацепления 51 ротора насоса с валом ротора каскада низкого давления 3 относятся в данном случае к типу косточек и предназначены для обеспечения соединения коронной шестерня 50 с валом ротора каскада низкого давления 3, когда скорость этого вала является относительно небольшой, что происходит в режиме авторотации, и для необеспечения этого соединения, когда скорость является высокой, в режиме штатной работы турбореактивного двигателя. Совершенно очевидно, что насос 30' мог бы быть предназначен для смазывания редуктора 10 на протяжении всего периода работы турбореактивного двигателя, а не только в экстренном случае или в аварийной обстановке типа режима авторотации, например. В этом случае средства зацепления 51 могли бы содержать канавки.

Цифровые позиции 36 и 38 обозначают, соответственно, входной штуцер маслосистемы и сливное отверстие для масла насоса 30'. Как это описывалось ранее, цифровая позиция 40 обозначает масляный трубопровод, передний конец которого соединен с входным штуцером маслосистемы 36 насоса 30'. В представленном примере коронная шестерня 50 содержит участок вала 70, который центрирован и направлен в одно отверстие корпуса насоса 44, вокруг оси B, и который содержит внутренний продольный проход 72 для перемещения масла. Задняя оконечность этого прохода 72 образует входной штуцер маслосистемы 36 насоса и соединена с трубопроводом 40, а его передний конец выходит в камеру 74, в которой расположены коронная шестерня 50 и шестерня 46. Трубки 68 корпуса насоса 41 обеспечивают перемещение масла от камеры 74 до пространства C.

Функционирование насоса 30' в результате разницы скоростей вращения валов 3 и 4 ускоряет прохождение масла от входного штуцера маслосистемы 36 до сливного отверстия масла 38 насоса 30' (стрелка 69).

1. Турбомашина, содержащая два вращающихся вала (3, 4) и один агрегат для смазки, содержащий, по меньшей мере, один насос (30), содержащий корпус (44), внутри которого установлен ротор (42), который приводится в движение посредством одного из упомянутых валов; причем корпус насоса приводится во вращение посредством другого из упомянутых валов таким образом, что приведение в действие насоса зависит от разницы скоростей вращения валов, при этом валами являются, соответственно, вал двигателя (3) и вал вентилятора (4); причем вал вентилятора приводится в движение валом двигателя посредством редуктора (10), который смазывается при помощи агрегата для смазки; причем редуктор (10) имеет кольцеобразную форму; причем насос (30) проходит в осевом направлении через редуктор (10) и вал вентилятора (4), причем корпус (44) насоса (30) соединен канавками (54) с одним из упомянутых валов, а ротор (42) насоса (30) соединен с другим из упомянутых валов канавками (51) или средствами соединения, предназначенными для обеспечения соединения при скорости вращения соответствующего вала, не превышающей предварительно установленную скорость вращения вала.

2. Турбомашина по п.1, в которой вращающиеся валы (3, 4) являются соосными, а корпус (44) насоса (30) установлен соосно с валами.

3. Турбомашина по пп.1 или 2, в которой корпус (44) насоса (30) сцеплен с валом вентилятора (4), а ротор (42) насоса сцеплен с валом двигателя (3).

4. Турбомашина по любому из предшествующих пунктов, в которой ротор (42) насоса (30) приводится в движение одним из упомянутых валов посредством коронной шестерни (50) с внутренним или внешним рядом зубьев (48).

5. Турбомашина по любому из предшествующих пунктов, в которой насос (30) относится к типу крыльчатого или героторного.

6. Турбомашина по п.5, в которой ротор насоса (30') содержит вал (42), на котором удерживается:

- по меньшей мере, одна внутренняя шестерня геротора (56), взаимодействующая с коронной шестерней (58) с внутренним рядом зубьев, которая вращается в корпусе (44) насоса, или

- по меньшей мере, один крыльчатый ротор (57), взаимодействующий с корпусом (44) насоса.

7. Турбомашина по п.6, в которой ось вращения вала (42) ротора насоса (30) фиксирована в системе отсчета корпуса (44) насоса.

8. Турбомашина по любому из предшествующих пунктов, в которой насос (30) имеет продолговатую форму и является, например, по существу цилиндрическим.

9. Система передачи вращающего момента для турбомашины, содержащая два вращающихся вала (3, 4), сцепленных вместе посредством планетарного редуктора; причем система дополнительно содержит агрегат для смазки, содержащий, по меньшей мере, один насос (30), содержащий корпус (44), внутри которого установлен ротор (42), который приводится в движение одним из упомянутых валов; причем корпус насоса приводится во вращение посредством другого из упомянутых валов таким образом, что приведение в действие насоса зависит от разницы скоростей вращения валов, при этом валами являются, соответственно, вал двигателя (3) и вал вентилятора (4); причем вал вентилятора приводится в движение валом двигателя посредством редуктора (10), который смазывается посредством агрегата для смазки; причем редуктор (10) имеет кольцеобразную форму; причем насос (30) проходит в осевом направлении через редуктор (10) и вал вентилятора (4); причем корпус (44) насоса (30) соединен канавками (54) с одним из упомянутых валов, а ротор (42) насоса (30) соединен с другим из упомянутых валов канавками (51) или средствами соединения, предназначенными для обеспечения соединения при скорости вращения соответствующего вала не превышающей предварительно установленную скорость вращения вала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиадвигателестроения и энергетического машиностроения, преимущественно к системам смазки и охлаждения подшипниковых опор газотурбинных двигателей, и может быть использовано для увеличения эффективности смазки и охлаждения подшипников, например, высокотемпературных авиационных газотурбинных двигателей, где применение охлаждения масловоздушной смесью не представляется возможным, вследствие специфичных условий работы, таких как работа в агрессивной газовой среде или применение в спецтехнике, где не допускается попадание масла в проточную полость.

Кольцевая маслосборная крышка агрегата газотурбинного двигателя, выполненная с возможностью расположения вокруг агрегата и с возможностью вращения вокруг оси, содержит сквозные отверстия для радиального прохождения масла за счет центробежного эффекта, а также средства отклонения масла.

Газотурбинный двигатель содержит компрессор низкого давления, первый подшипниковый узел, второй подшипниковый узел, ступицу компрессора низкого давления. Компрессор низкого давления установлен вдоль оси двигателя.

Объектом изобретения является модуль газотурбинного двигателя, содержащий агрегат, вращающийся вместе с кожухом, при этом упомянутый кожух содержит сквозные радиальные отверстия для прохождения масла, выходящего за счет центробежного эффекта, и средства направления в радиальном направлении наружу масла, выходящего из упомянутых отверстий, и картер, образующий, по меньшей мере, часть смазочной камеры для смазки упомянутого агрегата.

Передняя часть авиационного двухконтурного газотурбинного двигателя содержит вентилятор, окруженный картером вентилятора, редуктор, вращающий вентилятор, коробку приводов агрегатов, а также коробку отбора механической мощности.

Изобретение относится к области газотурбинной техники и может использоваться в конструкциях двухвальных газотурбинных двигателей авиационного и стационарного назначения.

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц25БД/100-1,35М в составе с газотурбинным двигателем НК-36СТ в условиях компрессорных станций.

Изобретение относится к области машиностроения и двигателестроения и может быть использовано в подшипниковых узлах с консистентной смазкой, например в опорах роторов турбомашин с консистентной смазкой.

Изобретение относится к способам определения осевой нагрузки, действующей на упорный подшипник, в частности к способам, позволяющим настроить эту нагрузку на опорах работающих газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области авиационного моторостроения и может быть использовано в подшипниках скольжения межроторных опор газотурбинных двигателей. Подшипник скольжения межроторной опоры включает наружное и внутреннее кольца.

Система 10 регулирования давления, которая интегрирована с турбомашиной, например паровой турбиной 180 атомного реактора. Текучая среда, например смазочное масло, подаваемая основным насосом 190 для смазочного масла в паровую турбину 180 атомного реактора, продолжается через охлаждающее устройство 200 и фильтр 210 по основной питающей магистрали 310.

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Смонтированный в корпусе маслоагрегата откачивающий насос устанавливают на крышке КДА в зоне стока отработанного масла.

Изобретение относится к лубрикатору. По меньшей мере во втором положении клапанный элемент разделяет первую и вторую камеры по существу герметично, а вторая камера сохраняет сообщение со вторым выпускным отверстием (ВР).

Изобретение относится к области насосной техники, в частности к способам и устройствам снижения шума при работе струйных насосов - масляных инжекторов. .

Изобретение относится к области систем маслоснабжения паровых турбин. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам смазки узлов трения, и может быть использовано в нефтехимической промышленности, а также в судовой технике, где используются турбокомпрессорные агрегаты.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в паротурбинных установках (ПТУ) тепловых и атомных электростанций. .

Изобретение относится к энергома- Н1иностроению и может быть использовано в паровых и газовых турбинах. .

Турбомашина содержит два вращающихся вала и один агрегат для смазки, содержащий насос с корпусом, внутри которого установлен ротор, приводимый в движение посредством одного из упомянутых валов. Корпус насоса приводится во вращение посредством другого из упомянутых валов таким образом, что приведение в действие насоса зависит от разницы скоростей вращения валов. Валами являются вал двигателя и вал вентилятора. Вал вентилятора приводится в движение валом двигателя посредством редуктора, смазываемого при помощи агрегата для смазки. Редуктор имеет кольцеобразную форму, а насос проходит в осевом направлении через редуктор и вал вентилятора. Корпус насоса соединен канавками с одним из упомянутых валов. Ротор насоса соединен с другим из упомянутых валов канавками или средствами соединения, предназначенными для обеспечения соединения при скорости вращения соответствующего вала, не превышающей предварительно установленную скорость вращения вала. Другое изобретение группы относится к системе передачи вращающего момента для указанной турбомашины. Группа изобретений позволяет снизить габариты узла, включающего редуктор и насос, а также обеспечить снабжение смазкой редуктора в случае авторотации вентилятора. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх