RU2250393C2 - Two-section centrifugal gear pump - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of aircraft engines; centrifugal gear pumps used in oil systems of aircraft gas-turbine engines.

SUBSTANCE: proposed two-section centrifugal pump has housing with two covers and two pairs of swinging gears with impellers fitted on two common shafts. Housing consists of two halves forming closed cavity inside which covers are mounted in mirror image relative to each other and turned through 180 deg. Covers and halves of housing form two closed cavities where gears are located. Provision is made for enhancing tightness of pump at simplified adjustment of backlash in gears due to separation of adjusting functions and functions ensuring tightness in pump.

EFFECT: enhanced efficiency and reliability.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к авиадвигателестроению и касается устройства центробежно-шестеренного насоса, используемого в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей.The invention relates to aircraft engine manufacturing and relates to a centrifugal gear pump used in oil systems of aircraft gas turbine engines.

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.).Known two-section centrifugal gear pump for lubrication of aircraft gas turbine engines, comprising a housing with two covers and two pairs of swing gears with impellers located on two common shafts (M.M. Beach, E.V. Weinberg, D.N. Surnov. Lubrication of aircraft gas turbine engines. Moscow, Mechanical Engineering, 1979, p. 57, Fig. 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.The disadvantage of this pump is the presence of two sealing joints between the housing and the covers, which are also adjusting, since a set of adjusting metal gaskets (usually made of thin foil) is installed in these joints to adjust the end clearance between the gears and the housing.

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).To ensure the tightness of the joints, it is necessary to make a case and covers with massive heavy flanges, install bolts of larger diameter more often, tighten them with great efforts, however, it is difficult to achieve tightness of joints, since it is not possible to crush a metal gasket with a large area, and use soft metal foil (for example , tin) is impossible due to the high operating temperatures of the oil (up to 200 ° C or more).

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.Therefore, to ensure the tightness of the joints, sometimes elastic gaskets are installed in them (for example, from paronite), and the end gaps between the gears and the housing provide individual fitting of the parts or their selection from a large group of gears and housings made in advance, which leads to an unjustified increase in the laboriousness of manufacturing pumps.

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.It should be noted that in a modern aircraft gas turbine engine, designed for high supersonic flight speeds (M = 3), the structural elements in the work are heated to such high temperatures that the ingress of lubricant on them leads to its immediate ignition and fire on the engine.

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.The objective of the invention is to ensure tightness while simplifying the adjustment of end clearances in gears by separating the adjustment functions and the functions of ensuring tightness between different joints in the pump. At the same time, the joints responsible only for adjustment are enclosed within the joint responsible only for tightness.

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.This task is achieved by the fact that in a two-section centrifugal gear pump containing a housing with two covers and two pairs of swing gears with impellers located on two common shafts, according to the invention, the housing is made in the form of two half-connectors forming a closed cavity inside which the covers are installed, located relative to each other in a mirror and 180 ° position, forming together with two half-connectors of the case docked with them two closed and isolated from each other cavities in oryh gear pairs are arranged each section.

Кроме того:Moreover:

а) нагнетающие полости обеих секций могут быть сообщены между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов;a) the injection cavities of both sections can be communicated with each other through a channel located inside the housing, brought out of the housing through either of the two half-connectors;

б) всасывающие полости обеих секций могут быть сообщены между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов.b) the suction cavities of both sections can be communicated with each other through a channel located inside the housing, brought out of the housing through either of the two half-connectors.

в) валы могут быть выполнены с возможностью осевого смещения относительно крыльчаток.C) the shafts can be made with the possibility of axial displacement relative to the impellers.

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.What is new here is that the casing is made in the form of two half-connectors forming a closed cavity, inside of which are installed covers located relative to each other in a mirror and 180 ° position, forming together with two half-connectors of the case connected to them two closed and isolated from each other other cavities in which gears of each section are placed in pairs.

Кроме того:Moreover:

а) нагнетающие полости обеих секций могут быть сообщены между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов;a) the injection cavities of both sections can be communicated with each other through a channel located inside the housing, brought out of the housing through either of the two half-connectors;

б) всасывающие полости обеих секций могут быть сообщены между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов.b) the suction cavities of both sections can be communicated with each other through a channel located inside the housing, brought out of the housing through either of the two half-connectors.

в) валы могут быть выполнены с возможностью осевого смещения относительно крыльчаток.c) the shafts can be made with the possibility of axial displacement relative to the impellers.

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.Having enclosed the adjusting joints of the two-section centrifugal gear pump in a closed cavity formed by two half-connectors of the housing, we facilitate the adjustment of the end gap in the gears, since the number of fasteners in the adjusting joints is reduced, and there is no need for large tightening forces, since possible leakage of lubricant in these the joints are easily blocked by a single sealing joint between the half-connectors of the housing, where you can install an elastic sealing gasket.

Масса насоса снижается за счет облегчения фланцев и сокращения количества крепежных элементов.The weight of the pump is reduced by lightening the flanges and reducing the number of fasteners.

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.The laboriousness of manufacturing a pump is reduced due to the unification of a number of parts, for example, a pump cover of the same name can be used in two places, double shims made of foil, etc. are used.

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.The connection of the injection cavities of both pump sections through a channel located inside the housing with the outlet of the pump through either of the two half-connectors of the housing to the outside simplifies the switching of channels and reduces the number of valves required to connect the pump to the engine oil system.

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.By connecting the suction cavities of both sections to each other through a channel located inside the housing, brought out of the housing through either of the two half-connectors, we can do with one pump inlet.

Выполнив валы с возможностью осевого смещения относительно шестерен с крыльчатками, мы делаем крыльчатку более технологичной в изготовлении. Помимо этого облегчается монтаж устройства.Having performed shafts with the possibility of axial displacement relative to gears with impellers, we make the impeller more technologically advanced in manufacture. In addition, the installation of the device is facilitated.

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”.Two-section centrifugal gear pumps are unknown in the prior art, the casing of which is made in the form of two half-connectors forming a closed cavity, inside of which are installed covers located relative to each other in a mirror and rotated 180 ° position, forming together with two half-connectors of the casing joined with them closed and isolated from each other cavities in which gears of each section are placed in pairs, the injection and suction cavities of the same name of each section being connected to each other th through the channels located inside the case, brought out through either of the two half-connectors. Therefore, we can conclude that the proposed device meets the criteria of “novelty” and “inventive step”.

На фиг.1 показан продольный разрез насоса;Figure 1 shows a longitudinal section of a pump;

на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.figure 2 is a section aa in figure 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.The two-section centrifugal gear pump contains a housing formed by two half-connectors 1 and 2 joined on the flanges, in the connector of which an elastic sealing gasket 3 is installed. Two covers 4 are mounted opposite each other so that one of them is a mirror image of the other and, in addition , rotated relative to it by 180 °. The covers 4 are joined with the half-connectors 1 and 2, forming two isolated cavities between themselves and the half-connectors, in which gears with impellers 5 are mounted in pairs, mounted on two shafts, one of which is 6 drive, forming two independent sections of the pump.

Между крышками 4 и полуразъемами 1 и 2 установлены металлические регулировочные прокладки 7 для регулировки торцового зазора в шестернях с крыльчатками 5.Between the covers 4 and the half-connectors 1 and 2, metal shims 7 are installed to adjust the end clearance in the gears with the impellers 5.

Нагнетающие полости 8 и 9 обеих секций насоса сообщены между собой каналом 10, выведенным наружу корпуса через отверстие 11.The injection cavities 8 and 9 of both sections of the pump are interconnected by a channel 10 brought out of the housing through the hole 11.

Всасывающие полости 12 и 13 обеих секций через канал 14 выведены наружу корпуса через отверстие 15.The suction cavity 12 and 13 of both sections through the channel 14 brought out of the housing through the hole 15.

При работе насоса приводится во вращение вал 6. Кинематически связанные между собой через вал 6 шестерни с крыльчатками 5 начинают вращаться.When the pump is running, the shaft 6 is rotated. The gears with the impellers 5 kinematically connected through the shaft 6 begin to rotate.

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.The lubricant supplied to the suction cavities 12 and 13 of both sections of the pump is forwarded to the discharge cavities 8 and 9 and then through the channel 10 to the hole 11, which is in communication with the consumer.

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.Simultaneously with the supply of lubricant to the cavities 12 and 13, the lubricant is supplied from the hole 15 and the channel 14 to the gear rims of the gears with impellers 5 located in the zones communicating with the suction cavities 12 and 13, which ensures high starting qualities of the two-section centrifugal gear pump.

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.Lubricant leaks through the adjusting rings 7 accumulate inside the cavity formed by the half-connectors 1 and 2 and are kept in it due to the tightness of the sealing ring 3, creating a curtain that prevents air from sucking through leaks in the pump pump units and forming an oil bath for the pump bearings, which helps to increase reliability of the pump.

Claims (4)

1. Двухсекционный центробежно-шестеренный насос, содержащий корпус с двумя крышками и две пары качающих шестерен с крыльчатками, расположенные на двух общих валах, отличающийся тем, 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.1. A two-section centrifugal gear pump comprising a housing with two covers and two pairs of swing gears with impellers located on two common shafts, characterized in that the housing is made in the form of two half-connectors forming a closed cavity, inside of which there are covers located relative to each other each other in a mirror and 180 ° position, forming together with two half-connectors of the case docked with them, two closed and isolated from each other cavities in which gears are placed in pairs section. 2. Двухсекционный центробежно-шестеренный насос по п.1, отличающийся тем, что нагнетающие полости обеих секций сообщены между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов.2. The two-section centrifugal-gear pump according to claim 1, characterized in that the injection cavities of both sections are connected to each other through a channel located inside the housing and brought out of the housing through either of the two half-connectors. 3. Двухсекционный центробежно-шестеренный насос по п.1, отличающийся тем, что всасывающие полости обеих секций сообщены между собой через расположенный внутри корпуса канал, выведенный наружу корпуса через любой из двух полуразъемов.3. The two-section centrifugal-gear pump according to claim 1, characterized in that the suction cavities of both sections are connected to each other through a channel located inside the housing and brought out of the housing through either of the two half-connectors. 4. Двухсекционный центробежно-шестеренный насос по п.1, отличающийся тем, что валы выполнены с возможностью осевого смещения относительно крыльчаток.4. The two-section centrifugal gear pump according to claim 1, characterized in that the shafts are made with the possibility of axial displacement relative to the impellers.

Images