RU2267625C1 - Method of venting oil space of gas-turbine engine rotor support - Google Patents

Abstract

FIELD: aircraft industry, mechanical engineering and other spheres of application.

SUBSTANCE: invention relates to lubrication of rotor supports of gas-turbine engine, particularly, to methods of venting of rotor support oil spaces. According to proposed method including oil supply into oil space of rotor support and draw out of air-oil mixture into mixture into breather along venting main line, additional oil is delivered into oil space of rotor support and is directed to inlet of venting main line. Amount of additional oil is not less than 1% of amount of oil delivered into rotor support for lubrication and cooling of friction parts and units.

EFFECT: improved reliability of operation of gas-turbine engine by reducing formation of coke deposits in venting main line.

1 dwg

Description

Изобретение относится к смазке опор ротора газотурбинного двигателя, в частности к способам суфлирования масляных полостей опор ротора газотурбинных двигателей, и может найти применение в авиадвигателестроении, машиностроении и других областях техники.The invention relates to the lubrication of rotor bearings of a gas turbine engine, in particular to methods for venting oil cavities of the rotor supports of gas turbine engines, and can find application in aircraft engine manufacturing, mechanical engineering and other technical fields.

Известен способ суфлирования масляной полости опоры ротора газотурбинного двигателя, включающий отвод воздушно-масляной смеси из полости опоры по магистрали суфлирования в центробежный суфлер (см. М.М.Бич, Е.В.Вейнберг, Д.Н.Сурнов. Смазка авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1979, с.36).A known method of venting the oil cavity of the support of the rotor of a gas turbine engine, including the removal of the air-oil mixture from the cavity of the support along the vent line to the centrifugal prompter (see M.M. Beach, E.V. Weinberg, D. N. Surnov. Lubrication of aircraft gas turbine engines . - M.: Mechanical Engineering, 1979, p. 36).

Недостатком известного способа суфлирования является то, что мельчайшие частицы смазки, перемещающиеся с потоком воздуха по магистрали суфлирования из масляной полости опоры, успевают перегреться и образовать на стенках магистрали суфлирования коксовые отложения, что приводит к уменьшению проходного сечения магистрали суфлирования и, как следствие, к снижению надежности работы опоры ротора и нарушению режима работы двигателя в целом.The disadvantage of this method of venting is that the smallest particles of lubricant moving with the air flow along the venting line from the oil cavity of the support have time to overheat and form coke deposits on the walls of the venting line, which leads to a decrease in the flow area of the venting line and, as a result, to a decrease the reliability of the rotor support and the violation of the operating mode of the engine as a whole

Технический результат данного изобретения - повышение надежности работы газотурбинного двигателя путем уменьшения образования коксовых отложений в магистрали суфлирования.The technical result of this invention is to increase the reliability of the gas turbine engine by reducing the formation of coke deposits in the venting line.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе суфлирования масляной полости опоры ротора газотурбинного двигателя, включающем подвод масла в масляную полость опоры ротора и отвод в суфлер воздушно-масляной смеси по магистрали суфлирования, согласно изобретению в масляную полость опоры ротора подают дополнительное масло и направляют его ко входу в магистраль суфлирования, причем дополнительное масло подают в количестве не менее 1% от количества масла, подаваемого в масляную опору ротора на смазку и охлаждение деталей и узлов трения.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of venting the oil cavity of the support of the rotor of a gas turbine engine, comprising supplying oil to the oil cavity of the support of the rotor and drain the air-oil mixture through the vent line, according to the invention, additional oil is supplied to the oil cavity of the support of the rotor and directed to the entrance to the venting line, and additional oil is supplied in an amount of at least 1% of the amount of oil supplied to the rotor oil support for lubrication and cooling of parts and friction units.

Подавать дополнительное масло в количестве меньше 1% от количества масла, подаваемого в опору на смазку и охлаждение деталей и узлов трения не эффективно, так как это не приведет к увеличению размера капель воздушно-масляной смеси, что не позволит воздушно-масляной смеси пройти горячий участок магистрали суфлирования без образования коксовых отложений на стенках магистрали. Увеличение размера капель воздушно-масляной смеси позволяет увеличить время нагрева смеси до температуры, при которой начинается коксование масла, и, как следствие, пройти горячий участок магистрали суфлирования без образования коксовых отложений на ее стенках. Верхний предел подаваемого количества дополнительного масла ограничен конструкцией двигателя, в частности, конструкцией опор ротора и их габаритами. В зависимости от этого дополнительное масло может быть подано в опору в количестве, равном количеству масла или большем количества масла, подаваемого в масляную опору ротора на смазку и охлаждение деталей и узлов трения.To supply additional oil in an amount of less than 1% of the amount of oil supplied to the support for lubrication and cooling of parts and friction units is not effective, since this will not increase the size of the droplets of the air-oil mixture, which will not allow the air-oil mixture to pass through the hot section venting lines without the formation of coke deposits on the walls of the highway. Increasing the size of the droplets of the air-oil mixture allows you to increase the heating time of the mixture to the temperature at which coking of the oil begins, and, as a result, pass the hot section of the venting line without the formation of coke deposits on its walls. The upper limit of the supplied amount of additional oil is limited by the design of the engine, in particular, the design of the rotor supports and their dimensions. Depending on this, additional oil may be supplied to the support in an amount equal to the amount of oil or more oil supplied to the rotor oil support for lubrication and cooling of parts and friction units.

Подачу масла в масляную полость опоры ротора можно осуществлять при помощи форсунок или жиклеров, по меньшей мере одна из которых ориентирована отверстием в направлении ко входу в магистраль суфлирования, что позволяет обеспечить равномерную подачу масла в масляную полость и дозировать расход масла.Oil can be supplied to the oil cavity of the rotor support using nozzles or jets, at least one of which is oriented by an opening towards the entrance to the venting line, which allows for uniform oil supply to the oil cavity and dosing of oil consumption.

На чертеже схематично изображена система суфлирования масляной полости опоры ротора газотурбинного двигателя для реализации данного способа.The drawing schematically shows a system of venting the oil cavity of the support of the rotor of a gas turbine engine to implement this method.

Система суфлирования масляной полости опоры ротора газотурбинного двигателя содержит магистраль 1 суфлирования, сообщенную с масляной полостью 2 опоры ротора и подсоединенную к центробежному суфлеру 3. В масляной полости 2 опоры расположены жиклеры 4 подачи масла на охлаждение и смазку деталей и узлов трения ротора, в частности подшипников 5, и жиклер 6, предназначенный для подачи к магистрали суфлирования дополнительного масла и ориентированный отверстием в направлении ко входу в магистраль 1 суфлирования таким образом, чтобы обеспечить соединение воздушно-масляной смеси и дополнительного масла в масляной полости 2 опоры непосредственно перед входом в магистраль 1 суфлирования. Масляная полость 2 опоры ротора сообщена с магистралью 7 подачи масла и магистралью 8 откачки масла. Магистраль 7 подачи масла сообщена с нагнетающим насосом 9, магистраль 8 откачки масла сообщена с откачивающими насосами 10. Жиклеры 4 и жиклер 6 подсоединены к магистрали 7 подачи масла. Маслобак 11 подсоединен входами к магистрали 8 откачки масла и напорной магистрали 12, а выходами - к магистрали 7 подачи масла и магистрали 13 суфлирования маслобака.The system of venting the oil cavity of the support of the rotor of the gas turbine engine contains a line 1 venting connected to the oil cavity 2 of the support of the rotor and connected to the centrifugal prompter 3. In the oil cavity 2 of the support are nozzles 4 for supplying oil for cooling and lubrication of parts and friction units of the rotor, in particular bearings 5, and a nozzle 6, designed to supply additional oil to the venting line and oriented with an opening towards the entrance to the venting line 1 in such a way as to ensure the connection of the air-oil mixture and additional oil in the oil cavity 2 of the support immediately before entering the vent line 1. The oil cavity 2 of the rotor support is in communication with the oil supply line 7 and the oil pumping line 8. The oil supply line 7 is in communication with the discharge pump 9, the oil pumping line 8 is in communication with the discharge pumps 10. The nozzles 4 and the nozzle 6 are connected to the oil supply line 7. The oil tank 11 is connected by inputs to the oil pumping line 8 and the pressure pipe 12, and by outputs - to the oil supply pipe 7 and the oil tank venting line 13.

Способ суфлирования масляной полости опоры ротора газотурбинного двигателя осуществляется следующим образом.The method of venting the oil cavity of the support of the rotor of a gas turbine engine is as follows.

При работе двигателя масло из маслобака 11 нагнетающим насосом 9 по магистрали 7 подачи масла подается через жиклеры 4 в масляную полость 2 опоры ротора. Отработанное масло по магистрали 8 откачки масла при помощи откачивающих насосов 10 возвращается в маслобак 11. Одновременно из верхней части масляной полости 2 опоры по магистрали 1 суфлирования воздух отводится в центробежный суфлер 3, откуда после сепарации воздух сбрасывается в атмосферу, а масло поступает в маслобак 11 по напорной магистрали 12. В масляную полость 2 опоры ротора из маслобака 11 перед входом в магистраль 1 суфлирования подается дополнительное масло по магистрали 7 подачи масла при помощи жиклера 6 в количестве 20% от количества масла, подаваемого в масляную полость 2 опоры на охлаждение и смазку подшипников 5. Дополнительное масло соединяется с воздушно-масляной смесью в масляной полости непосредственно перед входом в магистраль 1 суфлирования. Образованная после соединения с дополнительным маслом воздушно-масляная смесь направляется ко входу в магистраль 1 суфлирования.When the engine is running, oil from the oil tank 11 by the injection pump 9 is fed through the oil supply line 7 through the nozzles 4 to the oil cavity 2 of the rotor support. The used oil is returned to the oil tank via line 8 of pumping oil by means of pumping pumps 10. At the same time, air is discharged to the centrifugal breather 3 from the upper part of the oil cavity 2 of the support along the vent line 1, from where air is discharged into the atmosphere after separation, and the oil enters the oil tank 11 along the pressure line 12. An additional oil is supplied to the oil cavity 2 of the rotor support from the oil tank 11 before entering the venting line 1 through the oil supply line 7 using the nozzle 6 in an amount of 20% of the quantities Oil supplied to the oil chamber of the support 2 for cooling and lubrication of bearings 5. Additional oil is connected to an air-oil mixture in the oil chamber directly in front of the venting pipe 1. The air-oil mixture formed after connecting with additional oil is sent to the entrance to the vent line 1.

Дополнительное масло подается для уменьшения образования коксовых отложений в магистрали 1 суфлирования. Ввод дополнительного масла позволяет увеличить размер капель воздушно-масляной смеси, поступающей в магистраль суфлирования. Увеличение размера капель воздушно-масляной смеси позволяет увеличить время нагрева смеси до температуры, при которой начинается коксование масла, и пройти горячий участок магистрали 1 суфлирования без перегрева воздушно-масляной эмульсии. Ориентирование отверстия жиклера 6 в направлении ко входу в магистраль 1 суфлирования позволяет подавать дополнительное масло в ту часть масляной опоры ротора, которая сообщается с магистралью 1 суфлирования. В этой зоне происходит смешение дополнительного масла с воздушно-масляной смесью, и образованная смесь, имеющая увеличенный размер капель, поступает на вход магистрали 1 суфлирования.Additional oil is supplied to reduce coke formation in vent line 1. The introduction of additional oil allows you to increase the size of the droplets of the air-oil mixture entering the venting line. Increasing the droplet size of the air-oil mixture allows you to increase the heating time of the mixture to a temperature at which coking of the oil begins, and to pass the hot section of the vent line 1 without overheating the air-oil emulsion. Orientation of the nozzle opening 6 towards the entrance to the venting line 1 allows the supply of additional oil to that part of the rotor oil support that communicates with the venting line 1. In this zone, additional oil is mixed with the air-oil mixture, and the formed mixture, having an increased droplet size, enters the inlet of the venting line 1.

Масло из маслобака 11 нагнетающим насосом 9 по магистрали 7 подачи масла может подаваться в масляную полость 2 опоры ротора через форсунку. Выбор подачи масла через форсунки или жиклеры, а также их количество обусловлены конструкцией опор ротора двигателя, их габаритами, а также количеством масла, необходимого для подачи в масляную полость.Oil from the oil tank 11 by the pump 9 along the oil supply line 7 can be supplied to the oil cavity 2 of the rotor support through the nozzle. The choice of oil supply through nozzles or jets, as well as their number, is determined by the design of the engine rotor supports, their dimensions, and also the amount of oil required to supply the oil cavity.

Claims (2)

1. Способ суфлирования масляной полости опоры ротора газотурбинного двигателя, включающий подвод масла в масляную полость опоры ротора и отвод в суфлер воздушно-масляной смеси по магистрали суфлирования, отличающийся тем, что в масляную полость опоры ротора подают дополнительное масло и направляют его ко входу в магистраль суфлирования, причем дополнительное масло подают в количестве не менее 1% от количества масла, подаваемого в масляную опору ротора на смазку и охлаждение деталей и узлов трения.1. The method of venting the oil cavity of the support of the rotor of a gas turbine engine, comprising supplying oil to the oil cavity of the support of the rotor and discharge into the prompter of the air-oil mixture along the vent line, characterized in that additional oil is supplied to the oil cavity of the support of the rotor and directed to the entrance to the highway venting, and additional oil is supplied in an amount of not less than 1% of the amount of oil supplied to the oil support of the rotor for lubrication and cooling of parts and friction units. 2. Способ суфлирования масляной полости по п.1, отличающийся тем, что подачу масла осуществляют при помощи форсунок или жиклеров, по меньшей мере, одна из которых ориентирована отверстием в направлении ко входу в магистраль суфлирования.2. The method of venting the oil cavity according to claim 1, characterized in that the oil supply is carried out using nozzles or jets, at least one of which is oriented by the hole in the direction towards the entrance to the venting line.