一种金属泡沫离心通风器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种离心通风器结构，该结构离心通风器在对油气混合物的分离机理上与常规叶轮式离心通风器有所不同，能进一步的提高油气分离效率，适用于各种类型的航空发动机及燃气轮机。一种金属泡沫离心通风器，其特征是，其由通风器壳体、通风器后盖和金属泡沫组成；本实用新型提供了一种金属泡沫离心通风器，它集成在发动机附件机匣内部，结构简单、外廓尺寸小、工艺性好、便于装配，能够有效改善发动机滑油的消耗，提高润滑系统的可靠性，从而满足不同类型的航空发动机以及燃气轮机低滑油消耗的需求。
【专利说明】
一种金属泡沬离心通风器
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及一种离心通风器结构，该结构离心通风器在对油气混合物的分离机理上与常规叶轮式离心通风器有所不同，能进一步的提高油气分离效率，适用于各种类型的航空发动机及燃气轮机。
【背景技术】
[0002]离心通风器是航空发动机轴承腔通风系统的核心部件，是通风系统的出口。传统叶轮式离心通风器工作时，利用离心力及滑油与空气的密度差对油气混合物中的滑油液滴进行分离，把油气混合物中的大部分的滑油分离出来，进而减少发动机的滑油消耗量。目前，国内外航空发动机润滑系统离心通风器主要分为三种类型:离心机式通风器、叶轮式通风器、轴心通风器。离心机式通风器是由转子、壳体及支撑轴承等组成，是一个完整的附件，但结构复杂，需要专门的传动机构来带动且需要单独消耗一定的功率，不利于减重设计，应用逐渐减少;叶轮式通风器结构简单，通常置于附件机匣内部，应用较为广泛，但是分离效率难再进一步提高;轴心通风器主要是利用发动机主轴作为轴承腔的排气通道，把通风器安装于主轴之上或与主轴设计为一体，这种结构省去了专门的通风器传动系统及发动机外部的通风管，从而可减轻发动机的重量，但是在发动机转速较低的时候其分离效率较低。
[0003]金属泡沫离心通风器分离机理主要是通过金属泡沫的多孔结构的接触阻留细小的滑油液滴随流体一起绕流时，如果流线紧靠物体表面，有些液滴因与物体发生接触而被阻留的现象称为接触阻留形成滑油液膜，而不是通过通风器叶轮与细小的滑油液滴碰撞形成液膜。在轴承腔内外压差的作用下，油气混合物进入高速旋转的金属泡沫离心通风器内部，由于金属泡沫的比表面积较大，细小的滑油液滴容易与金属泡沫发生接触而被阻留，由小的滑油液滴集聚形成大的滑油液滴，进而形成液膜。由于金属泡沫是具有多孔结构且在在各个方向上都是相连通的，故在高速旋转形成的离心力的作用下，滑油液膜沿着离心通风器径向出油口甩出，进入附件机匣内部。由于传统叶轮式离心通风器结构简单，要进一步提高其分离效率难度大。因此，研制高分离效率的金属泡沫离心通风器已成为滑油系统重要的研究课题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的:
[0005]为了进一步的降低发动机滑油消耗量，满足航空发动机长航时的要求，减少发动机滑油携带量以及滑油箱的体积，减轻发动机的重量。本实用新型提供了一种金属泡沫离心通风器，它集成在发动机附件机匣内部，结构简单、外廓尺寸小、工艺性好、便于装配，能够有效改善发动机滑油的消耗，提高润滑系统的可靠性，从而满足不同类型的航空发动机以及燃气轮机低滑油消耗的需求。
[0006]本发明的技术方案:
[0007]—种金属泡沫离心通风器，其由通风器壳体、通风器后盖和金属泡沫组成。
[0008]通风器壳体和通风器后盖固定连接，通风器壳体的外壳和通风器后盖端面上均有3个均布的腰形进气孔，在轴承腔内外压差的作用下油气混合物从通风器前后端面的腰形进气孔进入通风器内部。通风器壳体底端中部周向均布9个径向出油孔，用于分离被金属泡沫中阻留形成的滑油液膜。在通风器壳体内壳处开3个大的通气孔，用于将油气混合物中的气顺利排出。壳体内部均布3根加强隔板，3根加强隔板形成3个内部空腔，将金属泡沫分别填充于内部空腔之中，隔板用来增强通风器强度并防止金属泡沫与通风器壳体相对转动。
[0009]本实用新型的有益效果:
[0010]离心通风器是保证航空发动机滑油系统能够正常工作的重要部件，离心通风器分离效率的高低直接影响发动机滑油消耗量的大小。对于循环式滑油系统，如果通风器分离效率不高，随着空气逃逸的滑油液滴过多，滑油消耗量过大，将直接影响发动机的正常工作。金属泡沫离心通风器，相对于传统的离心机式离心通风器，其体积较小，减少了对额外的动力输入的需求，并能集成到发动机附件机匣内部进一步简化结构，易于装配，降低了加工制造成本。相对于传统的叶轮式离心通风器，该装置具有金属泡沫填充的设计，加上金属泡沫本身的多孔结构能充分的将通风路中弥散的滑油液滴阻留，进而形成的液膜在通风器高速旋转产生的离心力的作用下通过径向出油孔分离。传统叶轮式离心通风器是通过高速旋转的叶轮与油气混合物中的液滴发生碰撞形成液膜，再通过离心力的作用分离集聚在叶轮上的液膜。叶轮与液滴的碰撞容易造成液滴的二次破碎，形成更小的液滴，当液滴直径小到一定程度，将不能被通风器分离。在分离机理上金属泡沫离心通风器和叶轮式离心通风器有所不同，更有利于油气混合物的分离，故分离效率更高。
[0011]金属泡沫离心通风器不仅可以应用到新研制的航空发动机上，而且还可以应用于现役发动机的改进型。虽然金属泡沫离心通风器是针对航空发动机而研制的，但它可以应用于燃气轮机滑油系统等需要进行油气分离的环境中，具有非常广阔的应用前景，有很好的推广价值。
【附图说明】
[0012]附图1是本发明金属泡沫离心通风器第一实施方式的结构示意图；
[0013]附图2是金属泡沫通风器壳体的剖视图。
【具体实施方式】
[0014]下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明:
[0015]实施方式1:
[0016]请参阅附图1，其是本发明金属泡沫离心通风器一个较佳实施方式的结构示意图。金属泡沫离心通风器是由通风器后盖1、通风器壳体2、金属泡沫3组成。油气混合物在轴承腔内外压差的作用下从通风器壳体和后盖端面均布的3处腰形孔6和5处进入高速旋转的金属泡沫通风器内部，密度小的空气以及直径相对较小的滑油液滴穿过金属泡沫从压力较小通风器轴心的通风出口排出，进入大气。直径相对较大的滑油液滴进入金属泡沫通风器内部与金属泡沫发生碰撞阻留在金属泡沫中，由于金属泡沫具有多孔结构属性且孔与孔之间是相互连通的，故其比表面积较大，越来越多滑油液滴与金属泡沫碰撞，在其内部会逐渐形成大的滑油液滴甚至液膜。在离心力作用下，密度较大的滑油往外流动，在通风器壳体内壁面形成油膜，最终从金属泡沫离心通风器壳体的出油孔7用出。金属泡沫通风器壳体2的内壳和外壳之间参见附图2具有3根加强隔板11，不仅起到加强通风器强度的作用，还可以有效防止通风器高速旋转时与金属泡沫产生相对运动，避免金属泡沫与通风器壳体产生摩擦。金属泡沫通风器壳体2的内壳上具有3个大面积的通风孔4，不仅可以增大通风器的流通面积，减少通风器的流通阻力，还可以减轻通风器的重量。在通风器壳体中部开9个出油孔7，保证在金属泡沫中集聚形成的滑油液膜能及时分离到附件机匣中。附图1中的安装槽8，周向均布3处，便于安装时所用。附图1中的9、1两处位置为通风器壳体和通风器后盖焊接处。金属泡沫内部结构的金属泡沫的PPI值为45，表示每一英寸长度内的金属泡沫的孔数目为45，孔与孔之间的距离约为0.5mm。从金属泡沫内部结构示意图可以发现，其具有多孔结构属性且孔与孔之间是相互连通的，且比表面积较大，随着空气进入金属泡沫的滑油液滴更容易与之发生碰撞接触，使得滑油容易留下而空气分离，故油气混合物更容易分离。
[0017]上述实施方式揭示了本发明金属泡沫离心通风器的一个较佳实施方式，但本发明不限于上述实施方式，在上述实施方式所揭示的基础上还可以作进一步的改进。如本发明中通风器壳体2中的3根加强隔板11可以根据实际需求通过分析和计算进行合理的改进，改成3根防转销钉穿过金属泡沫和壳体和后盖焊接，这样泡沫金属做成整体，就不用单独切分。
【主权项】
1.一种金属泡沫离心通风器，其特征是，其由通风器壳体、通风器后盖和金属泡沫组成； 通风器壳体和通风器后盖固定连接，通风器壳体的外壳和通风器后盖端面上均有3个均布的腰形进气孔，在轴承腔内外压差的作用下油气混合物从通风器前后端面的腰形进气孔进入通风器内部;通风器壳体底端中部周向均布9个径向出油孔，用于分离被金属泡沫中阻留形成的滑油液膜;在通风器壳体内壳处开3个大的通气孔，用于将油气混合物中的气顺利排出；壳体内部均布3根加强隔板，3根加强隔板形成3个内部空腔，将金属泡沫分别填充于内部空腔之中，隔板用来增强通风器强度并防止金属泡沫与通风器壳体相对转动。
【文档编号】F01M11/03GK205422872SQ201521046590
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月15日
【发明人】刘涛, 李炎军, 宋飞, 李贵林
【申请人】中国燃气涡轮研究院