[发明专利]用于涡轮机的油分离器转子

说明书

本发明涉及油分离器转子，其用于涡轮机，如飞机涡轮螺旋桨发动机或涡轮喷气发动机。

上述类型的油分离器转子包括管状毂和截面基本为L形且绕所述管状毂安装的环形盖子，所述管状毂限定用于通过流体的内部轴向通道并包括外部环形法兰。盖子包括径向壁，该径向壁与毂上的法兰平行，并在其外圆周处连接至圆柱形壁的一个轴向端部，所述圆柱形壁轴向延伸至法兰的外圆周。

盖子与毂上的法兰一起限定环形腔室，该环形腔室与毂中的内部通道通过毂中的径向槽流体连通。通过离心将沉积油的装置容纳于所述腔室中。

油分离器转子安装在涡轮机的转子的一个元件上，通常安装在排气管的下游端，用于将空气/油混合物中的油和空气分离开，油通过合适的装置被回收以重新利用。空气/油混合物的形式为油雾，即，空气中含有悬浮分散于其中的油滴。油分离特别是通过借助油分离器转子的旋转作用使油离心来实现的。

在具体配置中，当涡轮机运行时，空气/油混合物流入排气管，并通过油分离器转子的毂中的内部通道的上游端进入所述内部通道。在离心力作用下，油滴被径向地向外排出。当到达毂中的径向槽时，油滴在离心作用下穿过径向槽，然后进入油分离器转子的环形腔室，在该环形腔室中，油滴被迫沉积在容纳于腔室中的油沉积装置上。然后油滴通过盖子的圆柱形壁中的开口径向地向外排出，与油分离的空气通过毂中的内部通道的下游端排出。

公知的油分离器转子通过螺栓将盖子固定至毂的法兰上，所述螺栓轴向穿过容纳油沉积装置的环形腔室。这些螺栓穿过盖子的径向壁中的孔以及毂的法兰中的孔，并被垫片环绕以与油沉积装置隔离。盖子固定螺栓穿过油沉积装置所占据的腔室的环形空间，因此占据了所述空间，可能干扰油的回收，因为油沉积装置可能或多或少被螺栓压扁。

此外，盖子的圆柱形壁的自由端径向向内地支承在法兰的外圆周上。在这种配置中，盖子的自由端形成用于确定毂的法兰的中心的装置。在运行过程中，在离心力的作用下，盖子的圆柱形壁的自由端局部向外变形，易于变成椭圆形。这种情况下，存在不可控的油从腔室泄漏到外面的风险。

还有一种公知的油分离器，其中盖子通过过盈配合固定到毂上，盖子的径向壁的内圆周夹合到毂上。为避免上述与盖子的下游端变椭圆相关的问题，所述下游端通过至少三个焊珠焊接至法兰的外圆周，这些焊珠绕转子的纵轴均匀地分布。

但是，在这种情况下，盖子固定至毂上的方式使得盖子很难被去掉。而且，已经发现焊珠并非解决上述问题的良方，因为焊珠承受高水平的应力集中，会产生破裂。因此，存在盖子从毂上脱落的较大风险，并且可能会发现盖子的过盈配合不足以将盖子保持在油分离器转子的毂上。

破裂的焊珠可以通过新的焊接操作来修复。但是，盖子和法兰上的焊接区每次焊接操作都要承受高水平的热应力，可能会缩短它们的寿命。

本发明的一个具体目的是提供针对上述问题的至少一部分的解决方案，该方案简单，廉价且有效。

为此，本发明提供一种用于涡轮机的油分离器转子，其包括管状毂和环形盖子，其中管状毂限定了用于流体的内部轴向通道并包括外部环形法兰，环形盖子绕管状毂安装并且包括径向壁和圆柱形壁，所述径向壁和圆柱形壁与毂的环形法兰一起限定环形腔室，该环形腔室与毂的内部通道连通并容纳通过离心使油沉积的装置，所述转子的特征在于，毂的环形法兰在其外圆周包括径向保持盖子的圆柱形壁的端部的装置，以确定所述端部中心并防止其在离心力作用下径向向外变形，还在于，盖子的径向壁的内圆周部分轴向地支承在毂上，并且通过螺母-螺栓类型的装置距离法兰一定距离而被固定至毂上。

根据本发明，毂的环形法兰机械支撑盖子的圆柱形壁的端部，而不是像现有技术中那样盖子的圆柱形壁的端部固定在毂的法兰的外部。

法兰上的保持装置绕盖子的圆柱形壁的端部延伸，防止所述端部在离心力作用下径向向外变形。盖子的圆柱形壁的端部径向向外支承在保持装置上，所述支承局部发生在绕油分离器转子的纵轴分布的区域中，或连续发生对准中心在所述轴上的圆周上。

盖子可移除地固定到毂上，由此可以更容易的将其拆除，以实现诸如清洗或更换油分离器转子中的油沉积装置之类的目的。

固定装置位于盖子的内圆周部分，而不位于油沉积装置所占据的腔室的径向外部环形空间中。这些固定装置将盖子直接连接至毂的管状本体，而不是其法兰，因此，所述固定装置不轴向穿过腔室，不干扰油的回收。

毂的法兰的外圆周可以形成圆柱形的边沿，该边沿绕盖子的圆柱形壁的端部轴向地向盖子延伸。所述圆柱形的边沿在盖子的圆柱形壁的端部的外面轴向地延伸，并包括径向支承所述端部的环形装置。