Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4113
.pdf
прохождения масла через двигатель накапливаются в нем и снижают его смазывающие свойства, таких как
мелкодисперсный углерод, частицы металла, продукты окисления и т. д. Опыт показывает, что таким
способом достигается значительно лучший результат, чем если бы процесс очистки проводился через
некоторое время. В результате двигателю придётся работать лишь с маслом незначительного загрязнения,
что значительно повысит безопасность его эксплуатации и продлит срок службы.
Эти преимущества, имеющие огромное значение для любого двигателя внутреннего сгорания, будут особенно
востребованы в случае авиационных двигателей, особенно двигателей для самолетов. Из-за малого
допустимого веса эти двигатели испытывают чрезмерную нагрузку и в наибольшей степени зависят от
эффективной смазки. К этому следует добавить, что безопасность эксплуатации в таких машинах является
гораздо более важным качеством, чем в других двигателях, включая судовые двигатели.
Вследствие этого крайне важно разработать центрифугу для очистки, подходящую для авиационных
двигателей, однако из-за больших трудностей, связанных с решением данной проблемы, до сих пор не
создано ни одной центрифуги, полностью пригодной для практического использования. Трудности
заключаются, во-первых, в том, что rPrice, 11-] рассматриваемая центрифуга не имеет устойчивой опоры и
должна работать в совершенно разных положениях. В некоторых типах самолетов это требование заходит так
далеко, что центрифуга должна уметь работать в любом положении, даже перевернутая вверх дном,
например, когда самолет выполняет «петлю». Учитывая, что по практическим соображениям невозможно
надежно соединить центробежную чашу с источником и выходом жидкости, а вытекающее масло необходимо
собирать в каком-либо накопительном сосуде, удовлетворить это требование будет довольно сложно.
Следует также отметить, что даже при самой оптимальной конструкции центрифуги абсолютная безопасность
ее работы невозможна из-за сложных условий, в которых она должна функционировать. Следовательно,
центрифуга должна быть установлена таким образом, чтобы в случае, если она по какой-либо причине
перестанет функционировать должным образом, это не оказало негативного влияния на подачу масла в
двигатель. При перерыве в работе центрифуги циркуляция масла должна, соответственно, продолжаться с
минимальными перебоями, а недостаток должен, насколько это возможно, ограничиваться тем, что масло
больше не очищается должным образом.
Помимо этих основных условий, следует учитывать малый вес и вращательные силы, возникающие при
определенных изменениях направления движения летательного аппарата.
Ввиду необходимого ограничения по весу вряд ли можно предположить, что можно найти какое-либо
специальное приводное устройство, работающее с постоянной скоростью, но на практике центрифуга будет
приводиться в движение либо от любого из валов двигателя — например, от обычного вертикального вала
насоса — либо от специального воздушного винта. В любом случае необходимо учитывать, что число
оборотов ведущего вала подвержено быстрым изменениям. Следовательно, следует позаботиться о том,
чтобы в приводном механизме не возникали недопустимые напряжения и чтобы никаким другим образом не
нарушалась нормальная работа центрифуги.
Что касается вращательных сил, следует отметить, что они всегда возникают, как только летательный
аппарат поворачивается вокруг любой оси, кроме той, которая параллельна оси вращения центрифуги.
По этой причине вал центрифуги centri156 предпочтительно следует располагать вертикально в обычном
положении летательного аппарата. В таком случае движение вправо или влево в горизонтальной плоскости
само по себе не приведет к возникновению каких-либо вращательных сил.
Настоящее изобретение показано на фиг.
1
и 2 предназначен для удовлетворения вышеуказанных условий, необходимых для использования в качестве
центрифуги летающего типа на практике.
На рис. 1 показана центрифуга в соединении с двигателем, и именно такое устройство предпочтительно
предназначено для практического использования.
На рис. 2 представлено более подробное изображение подходящего варианта исполнения центрифуги.
На рис. 1 А — это двигатель, от которого загрязненное масло по трубопроводу В поступает в масляный бак С.
От указанного трубопровода В труба D идет к центрифуге Е, где происходит очистка масла.
Из нижней части центрифуги E трубопровод F ведет к насосу G, который по трубопроводу E подает масло к
двигателю A, где оно обычным способом подается в систему смазки двигателя. От резервуара C трубка I
ведет к насосу J, который также подает масло в трубку E. Между одним из насосов G и T или обоими из них и
трубкой H должны быть установлены обратные клапаны K и L соответственно, предотвращающие обратный
поток масла; предпочтительно, чтобы соответствующие насосы были предусмотрены.
Конструкция центрифуги E предусматривает герметичный корпус, благодаря чему утечка масла практически
исключена.
Система работает следующим образом: загрязненное смазочное масло, поступающее из двигателя А,
обычным образом течет по трубопроводу В в масляный бак А. Однако по пути часть масла отводится через
трубку D в центрифугу E, где оно очищается.
Очищенное масло подается обратно к двигателю через насос G и трубку E. Та часть масла, которая не
отводится в центрифугу через трубку D, продолжает движение вверх к резервуару C, откуда она подается
насосом J через трубку H также обратно к двигателю. Таким образом, можно использовать шунтирующую
систему для масла, благодаря чему не все количество масла обязательно должно проходить через
центрифугу, а только определенная часть масла очищается и затем смешивается с неочищенным маслом.
В целом, это устройство оказалось наиболее выгодным, поскольку количество масла, циркулирующего за
единицу времени (в 75 раз), обычно больше, чем то, которое можно эффективно обработать в центрифуге
разумных размеров. Задав трубопроводной системе соответствующие размеры, можно адаптировать ту часть
масла, которая проходит через центрифугу, для достижения наиболее эффективного эффекта очистки.
В качестве крайнего случая можно предположить, что все количество нефти (5 унций) прошло бы через
центрифугу. В этом случае также выгодно держать резервуар С и насос J в постоянном запасе, чтобы всегда
иметь определенное количество масла. 90 Если по какой-либо причине центрифуга перестанет работать, это
не вызовет никаких перебоев в работе самой системы смазки. Поскольку центрифуга заключена в
герметичный корпус, утечка масла исключена, а масло, поступающее в центрифугу через трубку D,
откачивается насосом G без предварительной очистки и возвращается в систему смазки. Следует отметить,
что описанное выше общее устройство, очевидно, не является единственно возможным, а приведено лишь в
качестве примера. Другое устройство, которое может предложить определенные преимущества, получается,
105, если бак С, который в ранее указанном случае предназначался для установки ниже двигателя, вместо
этого размещается выше последнего.
В данном случае насосы G и J не подают масло в систему смазки двигателя, а вместо этого перекачивают его
в бак C, откуда масло течет вниз к третьему насосу, который подает его в систему смазки. 115 Возможно
создание еще большего количества устройств.
На рис. 2 представлено более подробное изображение компоновки самой центрифуги с насосами. В данном
варианте исполнения центрифуга предназначена главным образом для использования в некоторых типах
обычных авиационных двигателей и получает движущую силу от вертикального вала, который в
рассматриваемых двигателях приводит в движение обычный циркуляционный насос для масла. На рисунке
L)5 этот вал обозначен буквой M. Циркуляционный насос, который в соответствии с общепринятым
практическим исполнением показан на валу так называемого шестеренчатого насоса, — это насос J,
упомянутый на рис. 1. Из трубопровода B (132 249,4o0 249,460, который на рисунке показан только в разрезе)
часть масла по трубке D поступает в центрифугу.
Последняя представляет собой центробежную чашу N, выполненную любым подходящим способом. Как
показано на рисунке, он может быть снабжен центральным распределителем и коническим диском, но может
быть выполнен и иным образом. Центробежная чаша N поддерживается с обоих концов с помощью
подшипников O и P, один из которых, предпочтительно верхний, может представлять собой
саморегулирующийся шариковый подшипник любого подходящего типа, а другой, предпочтительно нижний,
может представлять собой упругий так называемый верхний подшипник. В качестве упругого элемента может
выступать стальная пружина, резиновое кольцо или любое другое подходящее устройство. Вблизи верхнего
подшипника центробежный шпиндель снабжен или выполнен с зубчатым колесом R, соединяющимся с другим
зубчатым колесом S. Последнее соединено с валом T, предпочтительно, посредством свободной муфты IU,
которая предпочтительно выполнена в виде центробежной фрикционной муфты. Вал Т также приводит в
движение насос G, который также изображен в виде шестеренчатого насоса. Кроме того, вал Т соединен с
валом М таким образом, чтобы получать его движение от последнего.
Вся центрифуга, включая зубчатое колесо, муфту и насос, смонтирована внутри герметичного корпуса Y,
нижняя часть которого имеет форму собирающей камеры X, в которой собирается чистое масло, вытекающее
из центробежной чаши N.
Из накопительной камеры X трубопровод F ведет к насосу G, от которого трубка HE, не показанная на
рисунке, далее ведет к системе смазки двигателя. Трубопровод I и обратные клапаны K и L на рисунке не
показаны.
Благодаря фрикционной муфте U, движущая сила плавно передается от валов M и T. Если при этом скорость
двигателя периодически увеличивается, муфта U получает возможность скользить до тех пор, пока
центробежная чаша N постепенно не разгонится до необходимой скорости. Возникающие при этом силы,
придавая муфте U соответствующие размеры, могут быть удержаны в пределах значений, обеспечивающих
их безвредность при любых обстоятельствах.
56 Если скорость двигателя снизится, чаша N может вращаться быстрее, пока ее скорость, обусловленная
сопротивлением движению, не уменьшится до уровня, соответствующего скорости двигателя. Таким образом,
чаша N будет постепенно подстраиваться под скорость двигателя, но это будет происходить в относительно
медленные периоды ускорения и замедления соответственно, чтобы избежать опасных толчков.
B5 Масло, вытекающее из центрифуги, очевидно, имеет довольно большую скорость вращения и,
следовательно, стремится следовать вдоль внешней стенки собирающей камеры X. Пока центрифуга
работает без слишком большого отклонения от нормального положения, жидкости не составляет труда
вытекать через трубку F, которая входит с периферии и может быть, соответственно, иметь тангенциальный
вход и даже форму измерительной трубки. Если центрифуга работает с большим отклонением от
вертикальной линии или даже перевернута вверх дном, большая часть вытекающего масла в любом случае
сможет выйти через трубку F. Для облегчения процесса сбора масла, собирающую камеру X можно
соответствующим образом придать несколько изогнутую форму, как показано на рисунке, благодаря чему
масло будет более концентрировано в направлении выхода трубки.
Если по какой-либо причине насос G перестанет работать, весь корпус Y постепенно заполнится маслом, что
окажет тормозящее воздействие на центробежную чашу, однако благодаря муфте IT будет предотвращена
чрезмерная нагрузка.
Как только внутренняя часть корпуса заполняется маслом, поток масла через трубку D, очевидно,
прекращается, и масло проходит через трубку B в резервуар C, а из последнего через насос J обратно в
двигатель, как если бы центрифуги для очистки не было. Если насос G работает нормально, но возникают
перебои в работе самой центрифуги — либо из-за остановки чаши вследствие повреждения приводного
механизма, либо из-за уменьшения или прекращения производительности чаши по очистке масла вследствие
ее повреждения, — масло все равно будет протекать через трубку D, но будет откачиваться обычным
способом насосом G. В этом случае центрифуга также может быть выведена из строя без нарушения
нормальной циркуляции масла.
В настоящее время, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления,
мы заявляем, что то, что мы
Соседние файлы в папке патенты