用于动力装置齿轮箱的油气分离器及航空发动的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于动力装置齿轮箱的油气分离器及航空发动机。用于动力装置齿轮箱的油气分离器包括分离器罩和分离器盖；分离器罩的轴心位置设有连接轴套，分离器盖封盖在分离器罩与连接轴套围合形成的半封闭空腔上形成油气混合物分离空腔；分离器盖在靠近连接轴套的壁体上或者分离器罩在靠近连接轴套的壁体上开设有至少一个油气混合物进口，与油气混合物进口所处壁体相对的壁体上开设有至少一个排气口，排气口靠近连接轴套布置；连接轴套的壁面上设有朝向油气混合物分离空腔内布置分离隔板，分离隔板与分离器罩之间留有间距；分离器罩上开设有至少一个滑油出口，分离隔板面向油气混合物进口的一面与滑油出口处于同一平面。各进出口间互不干扰。
【专利说明】用于动力装置齿轮箱的油气分离器及航空发动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种用于动力装置齿轮箱的油气分离器。此外，本发明还涉及一种包括上述油气分离器的航空发动机。
【背景技术】
[0002]当滑油通过油泵、油路和高转速轴承时，大量的游离空气被带到滑油中，从而降低滑油的冷却能力，增大油路中的油流阻力，为保证齿轮箱腔内与腔外的压力平衡及整个齿轮箱滑油系统能安全可靠的工作，需要利用油气分离装置把滑油中的气体分离出来。除此之外，为减小滑油消耗及滑油随气体排出而污染大气，需尽可能的分离油气混合物中的滑油。
[0003]目前航空发动机滑油系统所采用的油气分离器主要有离心式油气分离、动压式油气分离器和平板式油气分离器。
[0004]平板式油气分离器是利用滑油以薄层流过平板或孔隙式滤网时气泡破裂使空气从滑油中逸出，从而达到油气分离的目的。然而平板式油气分离器在滑油粘度大或气泡小时，分离效果差，且油量较大时，油气分离器体积大。
[0005]动压式油气分离器是利用液体旋转离心力来实现油气分离的。然而动压式油气分离器受摩擦力、滑油旋转角速度的影响较大，且分离效果不佳。
[0006]离心式油气分离器是利用转子的高速旋转使油气获得很高的切向速度，利用滑油与空气密度的不同来实现油气分离。现有离心式油气分离器的油气混合物进口与滑油出口为同一孔径，增大了油气混合物进入油气分离器的阻力及滑油被甩出的阻力，从而导致分离效果下降；同时结构复杂，加工难度大，需要配置相匹配的安装位以及安装调节，装配要求高、装配难度大。
【发明内容】
[0007]本发明目的在于提供一种用于动力装置齿轮箱的油气分离器及航空发动机，以解决现有离心式油气分离器油气物进入和分离排出的阻力大，造成分离效果差；结构复杂，力口工难度大，需要配置相匹配的安装位以及安装调节，装配要求高、装配难度大；而其他类型的油气分离器分离效果差等的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0009]—种用于动力装置齿轮箱的油气分离器，包括分离器罩和分离器盖；分离器罩的轴心位置设有用于连接齿轮箱传动轴的连接轴套，齿轮箱传动轴连接在连接轴套上并驱动油气分离器旋转，分离器盖封盖在分离器罩与连接轴套围合形成的半封闭空腔上形成油气混合物分离空腔；分离器盖在靠近连接轴套的壁体上或者分离器罩在靠近连接轴套的壁体上开设有至少一个油气混合物进口，与油气混合物进口所处壁体相对的壁体上开设有至少一个用于将分离出的气体排出油气混合物分离空腔的排气口，排气口靠近连接轴套布置；连接轴套的壁面上设有朝向油气混合物分离空腔内布置用于将油气混合物进行离心式分离的分离隔板，分离隔板与分离器罩之间留有间距；分离器罩上开设有至少一个用于将分离出的滑油排出油气混合物分离空腔的滑油出口，分离隔板面向油气混合物进口的一面与滑油出口处于同一平面；或者分离隔板面向所述油气混合物进口的一面与滑油出口的孔壁相切。
[0010]进一步地,分离器罩包括罩底盘和罩侧壁，连接轴套设于罩底盘的轴心位置，罩底盘、罩侧壁和连接轴套围合成半封闭空腔，分离器盖封盖在罩侧壁与连接轴套之间的半封闭空腔上形成油气混合物分离空腔；油气混合物进口设于罩底盘在靠近连接轴套的壁体上或者设于分离器盖在靠近连接轴套的壁体上，排气口开设于油气混合物进口所处壁体相对的壁体上；滑油出口开设于罩侧壁的壁体上。
[0011]进一步地，分离隔板为环形板，分离隔板与分离器盖和/或罩底盘平行。
[0012]进一步地，分离隔板的至少一面带有锥度；或者分离隔板的两面均为平面。
[0013]进一步地，油气混合物进口设置为多个，多个油气混合物进口沿壁体周向等间距布置；排气口设置为多个，多个排气口沿壁体周向等间距布置；滑油出口设置为多个，多个滑油出口沿壁体周向等间距布置。
[0014]进一步地，油气混合物进口与排气口——对应布置。
[0015]进一步地，油气混合物进口、排气口、滑油出口中的至少一个设置为锥形开口或者圆形开口。
[0016]进一步地，分离隔板的至少一面上设有沿径向布置的导向槽、沿径向布置的导向条、涡旋形的导向条或者涡旋形的导向槽。
[0017]进一步地，分离器罩与分离器盖之间采用密封连接；连接轴套与分离器盖之间采用密封连接。
[0018]根据本发明的另一方面，还提供了一种航空发动机，包括传动装置齿轮箱，传动装置齿轮箱内设有上述用于动力装置齿轮箱的油气分离器。
[0019]本发明具有以下有益效果:
[0020]本发明油气分离器，单独设有油气混合物进口、滑油出口及排气口，各进出口间互不干扰；分离隔板在旋转时，油气混合物在分离隔板表面受到轴向的阻力以及径向的离心力双重作用，使气体能够从滑油中迅速鼓出，从而有效地将轻质气体与重质滑油进行分离；分离隔板面向油气混合物进口的一面与滑油出口处于同一平面，便于经离心分离后的滑油从滑油出口排出；油气混合物进口和排气口分别位于分离隔板两侧，且尽可能地靠近分离器轴心布置，使得油气混合物在分离隔板表面行程延长，从而充分的将油气进行分离，提高分离的效果。
[0021]本技术有单独的油气混合物进口、滑油出口及排气口，相互不影响，且通过隔板将油气混合物与分离出的空气进行隔离，分离效果好。油气分离器采用组件形式，零件便于加工，保证了工作可靠性。
[0022]本发明已经应用于某型辅助动力装置上，经实际考核和使用表明，该技术产品分离效果好，工作可靠，不受摩擦力、滑油旋转角速度的影响。
[0023]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0025]图1是本发明优选实施例的用于动力装置齿轮箱的油气分离器的结构示意图。
[0026]图例说明:
[0027]1、分离器罩；101、罩底盘；102、罩侧壁；2、分离器盖；3、连接轴套；4、油气混合物进口 ；5、排气口 ；6、分离隔板；7、滑油出口。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0029]图1是本发明优选实施例的用于动力装置齿轮箱的油气分离器的结构示意图。如图1所示，本实施例的用于动力装置齿轮箱的油气分离器，包括分离器罩I和分离器盖2 ；分离器罩I的轴心位置设有用于连接齿轮箱传动轴的连接轴套3，齿轮箱传动轴连接在连接轴套3上并驱动油气分离器旋转，分离器盖2封盖在分离器罩I与连接轴套3围合形成的半封闭空腔上形成油气混合物分离空腔；分离器盖2在靠近连接轴套3的壁体上或者分离器罩I在靠近连接轴套3的壁体上开设有至少一个油气混合物进口 4，与油气混合物进口4所处壁体相对的壁体上开设有至少一个用于将分离出的气体排出油气混合物分离空腔的排气口 5，排气口 5靠近连接轴套3布置；连接轴套3的壁面上设有朝向油气混合物分离空腔内布置用于将油气混合物进行离心式分离的分离隔板6，分离隔板6与分离器罩I之间留有间距；分离器罩I上开设有至少一个用于将分离出的滑油排出油气混合物分离空腔的滑油出口 7，分离隔板6面向油气混合物进口 4的一面与滑油出口 7处于同一平面；或者分离隔板6面向油气混合物进口 4的一面与滑油出口 7的孔壁相切。本发明油气分离器，单独设有油气混合物进口 4、滑油出口 7及排气口 5，各进出口间互不干扰；分离隔板6在旋转时，油气混合物在分离隔板6表面受到轴向的阻力以及径向的离心力双重作用，使气体能够从滑油中迅速鼓出，从而有效地将轻质气体与重质滑油进行分离；分离隔板6面向油气混合物进口 4的一面与滑油出口 7处于同一平面，或者分离隔板6面向油气混合物进口 4的一面与滑油出口 7的孔壁相切，便于经离心分离后的滑油从滑油出口 7排出，尤其是在分离隔板6面向油气混合物进口 4的一面与滑油出口 7的孔壁相切的时候，滑油出口 7正好处于离心分离的界面，分离出来的滑油正好沿离心离分轨迹进入到滑油出口 7，并从滑油出口 7射出，壁体对滑油的阻碍小；油气混合物进口 4和排气口 5分别位于分离隔板6两侧，且尽可能地靠近分离器轴心布置，使得油气混合物在分离隔板6表面行程延长，从而充分的将油气进行分离，提高分离的效果。
[0030]如图1所示，本实施例中，分离器罩I包括罩底盘101和罩侧壁102，连接轴套3设于罩底盘101的轴心位置，罩底盘101、罩侧壁102和连接轴套3围合成半封闭空腔，分离器盖2封盖在罩侧壁102与连接轴套3之间的半封闭空腔上形成油气混合物分离空腔；油气混合物进口 4设于罩底盘101在靠近连接轴套3的壁体上或者设于分离器盖2在靠近连接轴套3的壁体上，排气口 5开设于油气混合物进口 4所处壁体相对的壁体上；滑油出口 7开设于罩侧壁102的壁体上。
[0031]如图1所示，本实施例中，分离隔板6为环形板，分离隔板6与分离器盖2和/或罩底盘101平行。从而降低旋转的阻力，降低能耗，提高效率。
[0032]如图1所示，本实施例中，分离隔板6的至少一面带有锥度；或者分离隔板6的两面均为平面。根据需要，改变分离隔板6对油气混合物的表面作用力，从而提高油气分离的效率。
[0033]如图1所示，本实施例中，油气混合物进口 4设置为多个，多个油气混合物进口 4沿壁体周向等间距布置；排气口 5设置为多个，多个排气口 5沿壁体周向等间距布置；滑油出口 7设置为多个，多个滑油出口 7沿壁体周向等间距布置。提高油气分离的效率。
[0034]如图1所示，本实施例中，油气混合物进口 4与排气口 5——对应布置。提高油气分离的效率。
[0035]本实施例中，油气混合物进口 4、排气口 5、滑油出口 7中的至少一个设置为锥形开口或者圆形开口。根据需要改变进出口的口径大小，以便于各进出口能够顺利实施相应的结构功能，提高油气分离的效率。
[0036]本实施例中，分离隔板6的至少一面上设有沿径向布置的导向槽、沿径向布置的导向条、涡旋形的导向条或者涡旋形的导向槽。用以引导油气混合物的行进路线，便于油气分离以及滑油甩出。
[0037]如图1所示，本实施例中，分离器罩I与分离器盖2之间采用密封连接；连接轴套3与分离器盖2之间采用密封连接。优选地，密封连接采用焊接密封。提高密封效果，防止油气混合物外泄造成油气分离失败。
[0038]本实施例的航空发动机，包括传动装置齿轮箱，传动装置齿轮箱内设有上述用于动力装置齿轮箱的油气分离器。
[0039]实施时，油气混合物从油气混合物进口 4进入，在油气分离器的高速旋转下产生的高切向速度的作用下，密度大的滑油在分离隔板6的引导下通过滑油出口 7进入齿轮箱腔内，分离后的空气通过排气口 5排出齿轮箱，从而实现油、气分离。
[0040]本发明高效的油气分离器如图1所示，包括分离器罩1、分离器盖2和分离隔板6，分离隔板6将分离出来的滑油引导至滑油出口 7，并用以隔离油气混合物和分离出来的空气。在分离器盖2靠近轴心处均匀开有数个油气混合物进口 4 ;在分离器罩I外壁位于油气混合物进口 4 一侧且与分离隔板6相切处沿圆周均匀开有滑油出口 7。为防止油气混合物从滑油出口 7进入分离器腔内，滑油出口 7设计成狭小孔径。在分离器罩I的油气混合物进口 4的相对壁面上靠近轴心位置处均匀开设有排气口 5。油气混合物进口 4、滑油出口
7、排气口 5三个进出口相互独立，互不影响。当油气分离器高速旋转时，进入分离器的混合物在离心力的作用下，沿分离隔板6被甩向分离器罩I的侧壁，并通过滑油出口 7将滑油甩入齿轮箱腔内，而被分离的空气由于密度较小则通过分离器罩I的排气口 5排出，实现油、气分离。
[0041]油气分离器具有以下优点:
[0042](I)单独设有油气混合物进口 4、滑油出口 7及排气口 5，各进出口间互不干扰；
[0043](2)分离隔板6是油气分离器的重要部分，分离器在旋转时能有效地分离油气混合物；
[0044](3)在分离器罩I外壁径向开有滑油出口 7，位置在油气混合物进口 4的进口侦牝且与分离隔板6相切，便于经离心分离后的滑油从滑油出口 7排出；
[0045](4)油气混合物进口 4和排气口 5分别位于分离隔板6两侧，且尽可能靠近分离器轴心。
[0046](5)油气分离器采用组件形式，零件便于加工，保证了工作可靠性。
[0047](6)应用于某型辅助动力装置上，经实际考核和使用表明，该油气分离器分离效果好，工作可靠，不受摩擦力、滑油旋转角速度的影响。
[0048]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于动力装置齿轮箱的油气分离器， 包括分离器罩(I)和分离器盖(2); 所述分离器罩(I)的轴心位置设有用于连接齿轮箱传动轴的连接轴套(3)， 其特征在于， 所述分离器盖(2)封盖在所述分离器罩(I)与所述连接轴套(3)围合形成的半封闭空腔上形成油气混合物分离空腔； 所述分离器盖(2)在靠近所述连接轴套(3)的壁体上或者所述分离器罩(I)在靠近所述连接轴套(3)的壁体上开设有至少一个油气混合物进口(4)， 与所述油气混合物进口(4)所处壁体相对的壁体上开设有至少一个用于将分离出的气体排出油气混合物分离空腔的排气口(5)， 所述排气口(5)靠近所述连接轴套(3)布置； 所述连接轴套(3)的壁面上设有朝向油气混合物分离空腔内布置用于将油气混合物进行离心式分离的分离隔板(6)， 所述分离隔板(6)与所述分离器罩(I)之间留有间距； 所述分离器罩(I)上开设有至少一个用于将分离出的滑油排出油气混合物分离空腔的滑油出口(7)， 所述分离隔板(6)面向所述油气混合物进口(4)的一面与所述滑油出口(7)的中心轴线处于同一平面；或者所述分离隔板(6)面向所述油气混合物进口(4)的一面与所述滑油出口(7)的孔壁相切。
2.根据权利要求1所述的用于动力装置齿轮箱的油气分离器，其特征在于， 所述分离器罩(I)包括罩底盘(101)和罩侧壁(102), 所述连接轴套(3)设于所述罩底盘(101)的轴心位置， 所述罩底盘(101)、所述罩侧壁(102)和所述连接轴套(3)围合成所述半封闭空腔，所述分离器盖(2)封盖在所述罩侧壁(102)与所述连接轴套(3)之间的所述半封闭空腔上形成所述油气混合物分离空腔； 所述油气混合物进口(4)设于所述罩底盘(101)在靠近所述连接轴套(3)的壁体上或者设于所述分离器盖(2)在靠近所述连接轴套(3)的壁体上， 所述排气口(5)开设于所述油气混合物进口(4)所处壁体相对的壁体上； 所述滑油出口(7)开设于所述罩侧壁(102)的壁体上。
3.根据权利要求2所述的用于动力装置齿轮箱的油气分离器，其特征在于， 所述分离隔板(6)为环形板， 所述分离隔板(6)与所述分离器盖(2)和/或所述罩底盘(101)平行。
4.根据权利要求2所述的用于动力装置齿轮箱的油气分离器，其特征在于，所述分离隔板￠)的至少一面带有锥度；或者所述分离隔板￠)的两面均为平面。
5.根据权利要求1所述的用于动力装置齿轮箱的油气分离器，其特征在于， 所述油气混合物进口(4)设置为多个， 多个所述油气混合物进口(4)沿壁体周向等间距布置； 所述排气口(5)设置为多个， 多个所述排气口(5)沿壁体周向等间距布置； 所述滑油出口(7)设置为多个， 多个所述滑油出口(7)沿壁体周向等间距布置。
6.根据权利要求1所述的用于动力装置齿轮箱的油气分离器，其特征在于，所述油气混合物进口(4)与所述排气口(5)——对应布置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于动力装置齿轮箱的油气分离器，其特征在于，所述油气混合物进口(4)、所述排气口(5)、所述滑油出口(7)中的至少一个设置为锥形开口或者圆形开口。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的用于动力装置齿轮箱的油气分离器，其特征在于，所述分离隔板(6)的至少一面上设有沿径向布置的导向槽、沿径向布置的导向条、涡旋形的导向条或者涡旋形的导向槽。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的用于动力装置齿轮箱的油气分离器，其特征在于， 所述分离器罩(I)与所述分离器盖(2)之间采用密封连接； 所述连接轴套(3)与所述分离器盖(2)之间采用密封连接。
10.一种航空发动机，包括传动装置齿轮箱，其特征在于，所述传动装置齿轮箱内设有权利要求1至9中任一项所述的用于动力装置齿轮箱的油气分离器。
【文档编号】F16H57/04GK104141775SQ201410314605
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】雷衍斌, 宁凤莲, 刘海鸥, 陈国强, 陈志刚, 李莉叶, 郭丹 申请人:中国航空动力机械研究所