Узел отводной трубы, стартер-генератор и способ установки узла отводной трубы в стартер-генератор - RU2660590C2

Чертежи

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к вращающимся электрическим устройствам, таким как высокоскоростные стартеры-генераторы для газотурбинных двигателей и, в частности, к узлу отводной трубы для стартера-генератора.

Воздушный летательный аппарат может содержать различные виды вращающихся электрических устройств, таких как, например, генераторы, моторы и стартеры-генераторы. Стартеры-генераторы могут быть использованы как в качестве стартера, так и генератора.

Стартер-генератор помещен внутри корпуса. Корпус содержит компоненты стартера-генератора и смазочную жидкость для смазки компонентов стартера-генератора. Уровень масла контролируют посредством узла отводной трубы, который обычно изготовлен встроенным в корпус. При приготовлении к пуску или обслуживанию стартера-генератора, смазочную жидкость вливают в корпус. Как только смазочная жидкость достигает уровня верха узла отводной трубы, смазочная жидкость начинает течь через узел отводной трубы, указывая на то, что стартер-генератор готов к эксплуатации.

Раскрытие изобретения

Узел отводной трубы для соединения с корпусом стартера-генератора содержит отводную трубу с первым концом, расположенным внутри корпуса, и вторым концом, соединенным с основанием отводной трубы; и один или более кронштейнов для прикрепления отводной трубы к корпусу. Корпус содержит основание отводной трубы, встроенное в корпус.

Способ установки узла отводной трубы в стартер-генератор с корпусом включает выравнивание узла отводной трубы внутри корпуса так, чтобы узел отводной трубы был направлен для отвода масла через отводную трубу, когда масло в корпусе достигает определенного уровня, и соединение окончания узла отводной трубы с приемочной частью корпуса. Приемочная часть корпуса имеет проток для отвода масла из отводной трубы за пределы корпуса. Способ дополнительно включает прикрепление узла отводной трубы к корпусу.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 иллюстрирует функциональная блок-схема системы синхронного стартера-генератора.

Фиг. 2А иллюстрирует вид в перспективе стартера-генератора.

Фиг. 2В иллюстрирует вид в перспективе стартера-генератора с отсеченной частью корпуса стартера-генератора для обзора узла отводной трубы.

Фиг. 2С иллюстрирует вид в поперечном разрезе корпуса стартера-генератора.

Фиг. 2D иллюстрирует задний вид сзади корпуса стартера-генератора в перспективе.

Фиг. 3А иллюстрирует вид в перспективе узла отводной трубы.

Фиг. 3В иллюстрирует вид в поперечном разрезе узла отводной трубы.

Осуществление изобретения

На Фиг. 1 схематически изображена функциональная блок-схема одного из вариантов осуществления системы 20 стартера-генератора 20. Данная система 20 стартера-генератора, в целом известная как бесщеточный стартер-генератор переменного тока, содержит генератор на постоянном магните (PMG) 22, возбудитель 24, главный генератор 26, блок управления стартера-генератора 28 и один или более выпрямителей 30. Система 20 стартера-генератора может быть использована в качестве стартера-генератора для газотурбинного двигателя в воздушном летательном аппарате, космической, морской, наземной или иной связанной с транспортными средствами сфере, где используются газотурбинные двигатели. Для применения в воздушных летательных аппаратах, газотурбинные двигатели используют для передвижения (например, главный двигатель воздушного летательного аппарата) и/или для питания (например, вспомогательная силовая установка (APU)). Следует понимать, однако, что настоящее изобретение не ограничено в использовании в сочетании с определенным видом электрических устройств. Таким образом, несмотря на то, что настоящее изобретение для удобства в объяснении, изображено и описано как используемое в стартере-генераторе, следует понимать, что оно может быть применено в других электрических устройствах.

Когда систему 20 стартера-генератора эксплуатируют в качестве генератора, все роторы совершают вращение - ротор 32 PMG 22, ротор 34 возбудителя 24 и ротор 36 главного стартера-генератор 26. В то время как ротор 32 PMG совершает вращение, PMG 22 генерирует и подает мощность переменного тока в блок управления стартера-генератора 28, который, в свою очередь, подает мощность постоянного тока в статор 38 возбудителя 24. Ротор 34 возбудителя, в свою очередь, подает мощность переменного тока в выпрямитель 30. Выпрямитель 30 выдает мощность постоянного тока и подает его на ротор 36 главного стартера-генератора, который, в свою очередь, выдает мощность переменного тока из статора 40 главного стартера-генератора. Система 20 стартера-генератора может подавать выходную мощность с множеством частот, или как вариант, может быть использована система передач для эксплуатации стартера-генератора с постоянной скоростью и, таким образом, подачи постоянной частоты. Выходная мощность из статора 40 главного стартера-генератора обычно представляет собой трехфазное электропитание переменного тока.

Когда систему 20 стартера-генератора эксплуатируют как стартерный двигатель, мощность переменного тока подается на статор 38 возбудителя и статор 40 главного стартера-генератора из, например, блока питания переменного тока в блок управления 28 стартера-генератора для принуждения ротора 36 главного стартера-генератора к вращению. В то время как ротор 36 главного стартера-генератора совершает вращение, ротор 32 PMG и возбудитель ротора 34 также совершают вращение. Устройство, определяющее положение, такое как резольвер 44, может также быть включено в систему 20 стартера-генератора для подачи сигнального представления о положении ротора 36 стартера-генератора блоку управления стартера-генератора 28. Данный позиционный сигнал используется для контроля мощности переменного тока, подаваемой на статор 40 главного стартера-генератора и к возбудителю 24 таким образом, чтобы получить максимальный крутящий момент.

На Фиг. 2А изображен вид в перспективе стартера-генератора 20. Фиг. 2В представляет собой вид в перспективе корпуса 50 стартера-генератора 20 с частью корпуса 50, отсеченной для обзора узла отводной трубы 60. Фиг. 2С представляет собой вид в поперечном разрезе корпуса 50 стартера-генератора 20 с узлом отводной трубы 60 и Фиг. 2D представляет собой задний вид корпуса и узла отводной трубы 60 стартера-генератора в перспективе. На Фиг. 2B-2D изображен корпус 50 с внутренними компонентами стартера-генератора, удаленными лишь с целью обзора.

Фиг. 2A-2D содержат корпус 50 стартера-генератора 20 с основанием 52 узла отводной трубы и узлом 60 отводной трубы. Основание 52 узла отводной трубы может быть изготовлено встроенным в корпус 50 и содержит проем 53 для вмещения узла 60 отводной трубы и протока 54. Узел 60 отводной трубы содержит отводную трубу 62 с передним концом 64 и вторым концом 66, основной кронштейн 68, боковой кронштейн 70, уплотнение 72 и крепления 74а и 74b. Крепления 74а и 74b могут быть, например, болтами. Уплотнение 72 может быть кольцевым уплотнением. Отводная труба 62 может быть произведена из металлического материала, например алюминия (включая сплавы), или иных материалов, в зависимости от требований системы.

Основной кронштейн 68 и боковой кронштейн 70 могут быть соединены с отводной трубой 62 посредством сварки. В другом варианте осуществления, отводная труба 62 и кронштейны 68, 70 могут быть изготовлены как единое целое. Основной кронштейн 68 вставляет основание 52 узла отводной трубы в проем 53, формируя текущий поток от первого конца 66 отводной трубы 62 через проток 54 основания 52 узла отводной трубы и за пределы корпуса 50. Основной кронштейн 68 дополнительно прикрепляет отводную трубу 62 к корпусу 50, при помощи крепления 74а присоединяя основной кронштейн 68 к корпусу 50, а крепление 74b присоединяет боковой кронштейн 70 к корпусу 50. Уплотнение 72 уплотняет соединение между основанием отводной трубы 52 и узлом 60 отводной трубы для обеспечения отсутствия течи.

При обслуживании стартера-генератора 20 или подготовке стартера-генератора 20 к эксплуатации, масло заливается в корпус 50. Масло собирается в нижней части корпуса 50, и как только оно достигает вершины первого конца 66 отводной трубы 62, масло попадает в первый конец 66 отводной трубы 62 и вытекает из узла 60 отводной трубы через проток 54, не наполняя более корпус 50. Это показывает, что наполнение или обслуживание выполнено. Крайне важно наличие определенного количества масла в стартере-генераторе 20 для надлежащей эксплуатации. Изменение уровня масла увеличивает необходимое обслуживание стартера-генератора.

Узел 60 отводной трубы, изготовленный отдельно от корпуса 50, позволяет узлу отводной трубы 60 быть расположенным для поддержания надлежащих уровней масла безотносительно ориентации стартера-генератора 20. В предшествующих системах, узел отводной трубы изготавливали как единое целое с корпусом 50 и подгоняли к определенному уровню. Это значит, что если стартер-генератор был под наклоном, как в некоторых сферах применения, например, в конкретных условиях авиации, уровни масла могли не оставаться постоянными и оттекать больше или меньше, в зависимости от наклона и направления стартера-генератора 20. Раскрытая конфигурация устраняет данный недостаток.

Узел 60 отводной трубы изготавливают отдельно от корпуса 50, позволяя узлу 60 отводной трубы быть расположенным с наклоном или с направлением установки с учетом того, чтобы поддерживать желаемые уровни масла. Изготовление узла 60 отводной трубы отдельно от корпуса 50 и соединение узла 60 отводной трубы с корпусом 50 помогает поддерживать устойчивый, воспроизводимый уровень масла, в то же время, обеспечивая большее разнообразие направлений установки стартера-генератора 20. Дополнительно, это дает возможность более гибкой системы, где узел 60 отводной трубы может быть расположен в любом месте, где бы не находилось пространство в стартере-генераторе, и дает возможность первому концу 66 быть расположенным в наиболее желаемой точке в стартере-генераторе 20 для поддержания постоянных уровней масла. Это обеспечивает то, что стартер-генератор 20 пребывает смазанным и работает плавно.

На Фиг. 3А изображен вид в перспективе узла 60 отводной трубы, а Фиг. 3В представляет собой вид в поперечном разрезе узла 60 отводной трубы. Узел 60 отводной трубы содержит отводную трубу 62 с первым концом 64 и вторым концом 66, основным кронштейном 68 и боковым кронштейном 70.

Как описано выше, в показанном примере, отводная труба 62 приварена к основному кронштейну 68 и направлена под углом от основного кронштейна 68. Отводная труба 62 затем изгибается и принимает горизонтальное направление второго конца 66, который отводит масло, когда оно достигает данного уровня внутри корпуса 50. Основной кронштейн 68 и боковой кронштейн 70 соединены с корпусом 50 при помощи креплений 74а, 74b для закрепления узла 60 отводной трубы в желаемом направлении и на уровне внутри корпуса 50 (см. Фиг. 2A-2D).

Угол изгиба, направление второго конца 66, а также размещение и размер кронштейнов 68, 70 проиллюстрированы лишь с целью примера. В других вариантах осуществления отводная труба может иметь отличные направление, размеры и/или форму. Поскольку отводная труба изготовлена отдельно от корпуса, узел 60 отводной трубы имеет гибкую архитектуру, так что он может быть изготовлен и размещен внутри корпуса 50 для предохранения от наклона или различных направлений установки стартера-генератора 20. Форма, установка и размещение узла 60 отводной трубы могут обеспечить то, что стартер-генератор смазан должным образом, и, следовательно, должным образом функционирует.

Вместе с тем, что узел 60 отводной трубы изображен с двумя кронштейнами 74а и 74b, это сделано лишь с целью примера, и он может содержать большее или меньшее количество кронштейнов для прикрепления узла 60 отводной трубы к корпусу 50.

Следует понимать, что схожие номера позиций определяют аналогичные или схожие элементы в пределах нескольких чертежей. Также следует понимать, что хотя конкретная компоновка раскрыта в описываемом варианте осуществления, могут быть полезны и иные компоновки.

Несмотря на то, что показана конкретная последовательность этапов, описана и заявлена, следует понимать, что этапы могут быть осуществлены в любом порядке, раздельно или совместно, если не указано иное, и также использовать настоящее изобретение.

Вместе с тем, изобретение было описано со ссылкой на примерные варианты осуществления и специалистам в области техники должно быть понятно, что могут быть осуществлены различные изменения, и данные элементы могут быть заменены аналогами в пределах объема изобретения. В дополнение, могут быть осуществлены многочисленные видоизменения для приспособления конкретной ситуации или материала к идее изобретения в пределах ее основного объема. Следовательно, предполагается, что изобретение не ограничено конкретным раскрытым вариантом(вариантами) осуществления, но что изобретение включает все варианты осуществления в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к вращающимся электрическим устройствам, таким как высокоскоростные стартеры-генераторы для газотурбинных двигателей и, в частности, к узлу отводной трубы для стартера-генератора. Узел отводной трубы для соединения корпуса стартера-генератора, который содержит отводную трубу с первым концом, который находится внутри корпуса, и вторым концом, соединенным с основанием отводной трубы; а также один или более кронштейнов для прикрепления отводной трубы к корпусу. Корпус содержит основание отводной трубы, которое изготовлено встроенным в корпус. Форма, установка и размещение узла отводной трубы могут обеспечить то, что стартер-генератор смазан должным образом, и, следовательно, должным образом функционирует. Также представлены стартер-генератор и способ установки в него узла отводной трубы. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула