RU2547540C1

RU2547540C1 - Oil system of gas turbine engine

Info

Publication number: RU2547540C1
Application number: RU2014104298/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Голубов; Вадим Георгиевич Семёнов; Евгений Ювенальевич Марчуков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО"
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2015-04-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: in oil system comprising the oil-air emulsion evacuation line, connected to oil cavities of rotor supports and interconnected with an oil tank, and the centrifugal breather with the line of discharge into the oil tank of oil trapped by the oil breather; the ejector is built-in into the evacuation line so that the outlet from the evacuation line is designed as a nozzle for the ejecting flow of oil-air emulsion from the evacuation line, and the outlet of the line of discharge of oil trapped by the breather is designed as a nozzle for the ejecting flow in the line of discharge of oil which through the mixing chamber and the diffuser is interconnected with the oil tank.

EFFECT: improvement of reliability of oil system operation.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и касается устройства маслосистемы газотурбинного двигателя (ГТД).The invention relates to the field of aircraft engine building and relates to a device for an oil system of a gas turbine engine (GTE).

Известна масляная система ГТД, содержащая подключенную к масляным полостям опор ротора магистраль откачки масловоздушной эмульсии, сообщенную с маслобаком, и центробежный суфлер с магистралью сброса уловленного суфлером масла (патент RU №2117794, опубл. 20.08.1998 г.).Known oil system GTE, containing connected to the oil cavities of the supports of the rotor of the pumping line of the oil-air emulsion, in communication with the oil tank, and a centrifugal breather with the discharge line caught by the prompter of oil (patent RU No. 2117794, publ. 08.20.1998).

В известной маслосистеме для повышения эффективности работы центробежного суфлера магистраль сброса уловленного им масла подведена на вход дополнительного насоса откачки масла, что усложняет конструкцию маслосистемы, так как для приведения насоса во вращение необходим дополнительный приводной вал в коробке привода агрегата (КПА) и место на ней для установки и крепления насоса, что увеличивает ее габариты и массу.In the well-known oil system, in order to increase the efficiency of the centrifugal breather, the discharge line for the oil caught by it is connected to the input of an additional oil pump, which complicates the design of the oil system, since an additional drive shaft in the unit drive box (KPA) and a place on it for installation and mounting of the pump, which increases its dimensions and weight.

Использование дополнительного насоса откачки в магистрали сброса уловленного суфлером масла снижает надежность работы маслосистемы двигателя в случае отказа насоса из-за поломки его качающих узлов (шестерен), так как прекращается возврат в маслосистему уловленной суфлером смазки, которая будет выбрасываться в окружающую атмосферу через воздухоотводящий канал центробежного суфлера, что приведет к потере масла на двигателе, заклиниванию ротора и отказу его в работе.Using an additional pump for pumping in the discharge line of the oil caught by the breather reduces the reliability of the engine oil system in the event of a pump failure due to a breakdown of its pumping units (gears), since the return to the oil system of the lubricant caught by the breather stops, which will be discharged into the surrounding atmosphere through the centrifugal air outlet prompter, which will lead to loss of oil on the engine, jamming of the rotor and its failure.

Отказ насоса из-за его поломки возможен, в частности, потому, что запас его производительности на порядок превышает объемный расход масла в магистрали сброса уловленной суфлером смазки, поэтому большую часть времени он работает вхолостую (без смазки).A pump failure due to its breakdown is possible, in particular, because its performance margin is an order of magnitude higher than the volumetric oil flow rate in the discharge line of lubricant caught by the breather, therefore, most of the time it runs idle (without lubrication).

Задачей изобретения является упрощение конструкции масляной системы ГТД. Технический результат - повышение надежности работы маслосистемы.The objective of the invention is to simplify the design of the oil system of the gas turbine engine. The technical result is an increase in the reliability of the oil system.

Указанный технический результат достигается тем, что в масляной системе газотурбинного двигателя, содержащей подключенную к масляным полостям опор ротора магистраль откачки масловоздушной эмульсии, сообщенную с маслобаком, и центробежный суфлер с магистралью сброса в маслобак уловленного суфлером масла, согласно изобретению в магистраль откачки встроен эжектор так, что выход из магистрали откачки выполнен соплом для эжектирующего потока масловоздушной эмульсии, а выход магистрали сброса уловленного суфлером масла выполнен соплом для эжектируемого потока в магистрали сброса масла, которое через смесительную камеру и диффузор сообщено с маслобаком.The specified technical result is achieved by the fact that in the oil system of a gas turbine engine containing an oil-air emulsion evacuation line connected to the oil cavities of the rotor supports, connected to the oil tank, and a centrifugal breather with a discharge line into the oil tank of the oil caught by the breather, according to the invention, an ejector is built into the pumping line, that the outlet from the pumping line is made by a nozzle for the ejection flow of the oil-air emulsion, and the outlet of the discharge line caught by the breather of oil is made by the nozzle d For the ejected flow in the oil discharge line, which is connected to the oil tank through the mixing chamber and diffuser.

Целесообразно диффузор вывести внутрь установленного в маслобаке центробежного воздухоотделителя-циклона касательно к его боковой стенке с помощью внутренней трубки или (на чертеже не показано) внешней трубки.It is advisable to bring the diffuser inside the centrifugal cyclone air separator installed in the oil tank with respect to its side wall using the inner tube or (not shown) outer tube.

В эжекторе происходит увеличение полного давления низконапорного потока масловоздушной эмульсии, вытекающей из магистрали сброса уловленной суфлером смазки под действием струи масловоздушной эмульсии (высоконапорной), вытекающей из магистрали откачки. Происходит перенос энергии из одного потока в другой. Благодаря непрерывному захвату частиц эжектируемого потока высоконапорной струей из магистрали откачки и увлечению их в смесительную камеру поддерживается разряжение на входе в камеру, обеспечивающее подсос эжектируемого потока масловоздушной смеси из магистрали сброса масла. В результате отпадает необходимость в использовании на выходе магистрали сброса уловленной суфлером смазки, специального насоса откачки масла, что упрощает конструкцию маслосистемы и повышает ее надежность.In the ejector, an increase in the total pressure of the low-pressure flow of the oil-air emulsion flowing from the discharge line of the lubricant caught by the breather under the action of a jet of oil-air emulsion (high-pressure) flowing from the pumping line occurs. There is a transfer of energy from one stream to another. Due to the continuous capture of the particles of the ejected stream by a high-pressure jet from the pumping line and their entrainment into the mixing chamber, a vacuum is maintained at the inlet to the chamber, which ensures suction of the ejected stream of the air-oil mixture from the oil discharge line. As a result, there is no need to use at the outlet of the discharge line the grease caught by the breather, a special oil pump, which simplifies the design of the oil system and increases its reliability.

На чертеже изображена принципиальная схема маслосистемы газотурбинного двигателя. Масляная система включает в себя масляные полости подшипников опор ротора 1 и масляную полость коробки приводных агрегатов (КПА) 2. Каждая из масляных полостей 1 и 2 подключена всасывающей магистралью 3 к своему откачивающему насосу, выполненному конструктивно в едином блоке откачивающих насосов (БОН) 4, выход из которого через магистраль откачки 5 сообщен с соплом 6 эжектора 7, встроенного в магистраль откачки перед входом в маслобак 8. Снаружи сопла 6 соосно ему установлено сопло 9, выполненное на конце магистрали сброса масла 10, уловленного центробежным суфлером 11, установленным на КПА 12. Центробежный суфлер 11 снабжен масляной канавкой 13, сообщенной со входом в магистраль 10. Сопло 9 через смесительную камеру 14 соединено с диффузором 15, выведенным внутрь центробежного воздухоотделителя - циклона 16 с помощью трубки 17 касательно к его боковой стенке. Маслосистема снабжена нагнетающим насосом 18, вход в который всасывающей магистралью 19 сообщен с маслобаком 8, а выход подключен к форсункам в масляных полостях 1 и 2. Масляная полость 2 КПА и масляная полость маслобака 8 через систему суфлирующих магистралей сообщены со входом в центробежный суфлер 11, воздухоотводящий канал 20 которого сообщен с окружающей атмосферой.The drawing shows a schematic diagram of the oil system of a gas turbine engine. The oil system includes the oil cavity of the bearings of the rotor bearings 1 and the oil cavity of the box of drive units (KPA) 2. Each of the oil cavities 1 and 2 is connected by a suction line 3 to its pumping pump, which is made structurally in a single pumping unit (BON) 4, the output from which through the pumping line 5 is communicated with the nozzle 6 of the ejector 7 built into the pumping line before entering the oil tank 8. Outside of the nozzle 6, a nozzle 9 is installed coaxially to it, made at the end of the oil discharge line 10, caught a centrifugal breather 11 mounted on the KPA 12. The centrifugal breather 11 is equipped with an oil groove 13 connected to the entrance to the line 10. The nozzle 9 is connected through the mixing chamber 14 to the diffuser 15, which is led inside the centrifugal air separator - cyclone 16 with the help of the tube 17 with respect to its side the wall. The oil system is equipped with a discharge pump 18, the inlet of which is connected to the oil tank 8 by the suction line 19, and the outlet is connected to the nozzles in the oil cavities 1 and 2. The oil chamber 2 of the KPA and the oil cavity of the oil tank 8 are in communication with the entrance to the centrifugal breather 11, the air outlet channel 20 which is in communication with the surrounding atmosphere.

При работе ГТД масло из маслобака 8 поступает на вход нагнетающего насоса 18 и далее через фильтр и теплообменник попадает на форсунки в масляных полостях 1 опор ротора и в масляной полости КПА. Отработанная смазка в виде масловоздушной эмульсии по всасывающим магистралям 3 из масляных полостей 1 и 2 попадает в откачивающие насосы БОН 4. На выходе БОН 4 формируется высоконапорный поток масловоздушной эмульсии, который через магистраль откачки 5 поступает в сопло 6 эжектирующего агента, при этом из магистрали 10 сброса уловленной центробежным суфлером 11 смазки в сопло эжектируемого агента 9 поступает низконапорный поток масловоздушной эмульсии. В смесительную камеру 14 эжектора 7 эжектируемый и эжектирующий потоки масловоздушной эмульсии поступают раздельно, однако при дальнейшем течении благодаря турбулентному смешению потоков происходит перенос энергии из одного потока в другой. В диффузоре 15, установленном на выходе смесительной камеры 14, скоростной напор смеси частично преобразуется в статическое давление. Из диффузора 15 по внутренней трубке 17 смесь двух потоков поступает внутрь центробежного воздухоотделителя-циклона 16 касательно к его боковой стенке. Воздух, отделившийся от масловоздушной эмульсии в центробежном суфлере 11, проходит через воздухоотводящий канал 20 в окружающую атмосферу.During the operation of the gas turbine engine, the oil from the oil tank 8 enters the inlet of the discharge pump 18 and then passes through the filter and heat exchanger to the nozzles in the oil cavities of 1 rotor bearings and in the oil chamber of the KPA. The spent lubricant in the form of an oil-air emulsion flows through the suction lines 3 from the oil cavities 1 and 2 into the BON 4 pumping pumps. At the BON 4 outlet, a high-pressure oil-air emulsion stream is formed, which enters the nozzle 6 of the ejecting agent through the pumping pipe 5, from the line 10 discharge of the lubricant captured by the centrifugal breather 11 into the nozzle of the ejected agent 9 receives a low-pressure flow of an oil-air emulsion. In the mixing chamber 14 of the ejector 7, the ejected and ejected flows of the oil-air emulsion arrive separately, however, in the further flow, due to the turbulent mixing of the flows, energy is transferred from one stream to another. In the diffuser 15, mounted at the outlet of the mixing chamber 14, the velocity head of the mixture is partially converted to static pressure. From the diffuser 15 through the inner tube 17, a mixture of two flows enters the centrifugal cyclone air separator 16 with respect to its side wall. Air separated from the oil-air emulsion in the centrifugal prompter 11 passes through the air exhaust duct 20 into the surrounding atmosphere.

В связи с вышеизложенным, по мнению заявителя, на основании уровня техники очевидно, что при реализации заявленной масляной системы газотурбинного двигателя достигается вышеприведенный технический эффект, заключающийся в повышении надежности ее работы.In connection with the foregoing, according to the applicant, on the basis of the prior art it is obvious that when implementing the inventive oil system of a gas turbine engine, the above technical effect is achieved, which consists in increasing the reliability of its operation.

Claims

1. The oil system of a gas turbine engine, comprising an oil-air emulsion evacuation line connected to the oil cavities of the rotor supports, connected to the oil tank, and a centrifugal breather with a discharge line into the oil tank of the oil caught by the breather, characterized in that an ejector is integrated in the exhaust line so that the outlet from the evacuation line pumping is performed by a nozzle for an ejection flow of an oil-air emulsion, and the outlet of a discharge line caught by a breather of oil is made by a nozzle for an ejected flow in an oil discharge line, to ond through the mixing chamber and diffuser communicated with the oil tank.

2. The oil system according to claim 1, characterized in that the diffuser is withdrawn inside the centrifugal cyclone air separator installed in the oil tank with respect to its side wall using the inner tube.