[发明专利]可变流量断面的离心除油器

说明书

技术领域

本发明涉及能够使空气/油混合物中的空气与空气/油混合物中的油分离的装置的一般领域。本发明的具体应用领域是燃料涡轮航空发动机(涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机)。

背景技术

燃料涡轮航空发动机具有容纳由油润滑和冷却的滚珠轴承以及齿轮的壳体。为了避免油从这些壳体中漏出，密封件布置在壳体的旋转部分与固定部分之间，或者实际上布置在不同的旋转部分之间。在可用的密封技术中，能提供最长使用寿命的技术是迷宫式密封件和刷式密封件，迷宫式密封件之间没有接触并且刷式密封件之间很少有接触。

然而，为了保证设置有迷宫环型密封件和刷型密封件的壳体具有良好的密封性，需要使通常来自发动机的压缩机级的气流流过密封件。采用这种方法还涉及提供用于将油从将要排出到发动机之外的空气中分离出来的装置。这些装置通常被称为除油器，并且均是众所周知的。举例而言，参考文献US 4981502和US 6033450，这些文献描述了各种类型的离心除油器。

然而，使用气流来保证发动机的壳体具有密封性带来了流量优化的问题。容易理解到，气流流过密封件的流量越大，壳体的密封性越好。与大气流对应的是大量的油存在于将要排出到发动机之外的空气中，这意味着油耗水平高。此外，来自压缩机级的空气的流量依赖于发动机的运转速度，从而基于发动机空转(即，当发动机运转在以最低速度取出空气流量时)计算出确保壳体被密封所需的最小流量。因此，在发动机运转的其它阶段，尤其是全速时，与足以确保壳体被密封的流速相比，流过壳体密封件的气流的流速过大，因此，造成耗油量过大的有害效果(涉及污染、费用高等)。

发明内容

本发明旨在通过提出如下除油器来解决上述缺点，无论发动机的运转阶段为何，该除油器都能够保证对气/油壳体的良好密封并同时确保可能的最低油耗。

其目的借助于一种可变流量断面的离心除油器来实现，所述除油器包括：中空圆筒轴，其围绕旋转轴线做旋转运动，所述轴具有至少一个通气节流孔，该至少一个通气节流孔畅通至气/油壳体并畅通至所述轴的内部；活塞，其容纳在所述轴内部从而将所述轴的内部细分为相对于彼此密封的两个隔间，设置有通气节流孔的隔间受到环境压力作用，并且另一隔间受到所述气/油壳体中的可变压力的作用；所述活塞适于在所述两个隔间之间的压力差的作用下在所述轴内部的两个极限位置之间平移，所述极限位置包括使通气节流孔敞开的第一位置、以及使所述通气节流孔被所述活塞部分阻挡的不同于所述第一位置的第二位置。

实际上，用于使空气从除油器轴的通气节流孔中流过的流量断面是在气/油壳体内部的压力与环境压力之间的压力差的函数，环境压力与连接外部大气的轴相对应。因此，从气/油壳体的密封件中流过的空气的流速越大，壳体内部的压力越高从而能供空气流入除油器中的断面越小(即，活塞朝向第二位置移动)。

因此，可以改变除油器中的空气的流量断面，该流量断面是在气/油壳体内部的压力函数，并且由此将空气通过密封件的流速严格限制至对壳体进行密封所需的最小值。这使得发动机的所有运转阶段的油耗低。

根据本发明的优选实施例，所述活塞包括轴，所述轴以旋转轴线为中心并且适于在固定环内部滑动以沿轴向引导所述活塞。在该情况下，所述环中的至少一个形成所述活塞的上游轴向抵靠件。

根据本发明的另一优选实施例，所述除油器还包括：环形台肩，其固定到所述轴上并形成所述活塞的下游轴向抵靠件。

根据本发明的另一优选实施例，所述除油器还包括：弹簧，其缠绕在所述轴上以在所述气/油壳体中的压力过低时将所述活塞保持在所述第一位置处。

每个通气节流孔经由通道畅通至所述气/油壳体，所述通道在大致径向上延伸。

本发明还提供一种包括至少一个上述离心除油器的燃料涡轮航空发动机。

附图说明

参考示出了不具有限制性特征的实施例的附图所进行的说明中容易理解本发明的其它特征和优点。在附图中：

图1是以实施例方式示出了根据发明的离心除油器的视图；

图2是图1中的除油器在两个极端位置中的一个位置上的纵向剖视图；以及

图3是图1中的除油器在两个极端位置中的另一位置上的纵向剖视图。

具体实施方式

图1是示出设置有根据本发明离心除油器的涡轮喷气发动机中的气/油壳体10的纵向剖视图。自然，本发明适用于燃气涡轮发动机中的其它类型气/油壳体，例如，涡轮喷气发动机辅助传动变速器中的那些气/油壳体。