【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空发动机离心分离器领域，具体涉及一种具有梯度分布多孔填料的分离器及航空发动机。
技术介绍
1、航空发动机滑油系统是航空涡桨发动机机械系统的重要组成部分，负责供给航空涡桨发动机各个零件所需滑油，决定着发动机能否安全、可靠地工作。随着现代航空发动机向着高温、高速、高功重比发展，对航空发动机润滑系统的设计提出了更高的要求。
2、离心分离装置是滑油系统的重要组成部分，它装配于附件机匣中，主要利用离心力场将传动系统中的润滑油和热气分离。将分离后的润滑油回收循环再利用，从而保障传动系统能够长时间在正常润滑状态下运转。而一旦离心分离装置效率低下或发生故障，将导致滑油系统不能正常工作，直至整个发动机失效，后果极其严重。目前，常用的是幅板叶片式离心分离装置。
3、幅板叶片式离心分离装置气油分离效率低，发动机运行稳定性低，滑油消耗量大，相同续航时间发动机所需携带的滑油量较大，油箱的容积也需相应的增加。势必增加发动机的重量，从而降低发动机的功重比。
4、中国专利：cn103982300b公开了一种航空发动机用离心分离装置，包括转动轴和套设于转动轴外壁上的离心分离器，离心分离器包括套设于转动轴上的壳体和多孔金属，多孔金属填充于壳体内；壳体的一端面上沿其周向设置多个回油孔。本专利技术提供的航空发动机用离心分离装置较幅板叶片式离心分离装置结构简单紧凑、装拆方便、重量轻、加工维护成本低、油气分离效率高。
5、但是该专利使用的多孔填料仍然存在分离效率低的缺点。
6、有鉴于此，特提出本专
技术实现思路
1、由于滑油的油气混合物在分离器中分离时，油气混合物通过多孔填料时大颗粒油雾先被分离出来；若多孔填料的孔径太大，则无法小颗粒油雾的分离效果差，其依然会混在空气里面，导致油气分离效率低；若多孔填料的孔径太小，则会导致分离器的压降增大，影响整个系统的压力匹配。
2、为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种具有梯度分布多孔填料的分离器及航空发动机，本专利技术的多孔填料孔径在轴向和径向均成梯度分布，不仅压降合理，而且分离效率高。
3、本专利技术包括如下技术方案：
4、本专利技术提供了一种具有梯度分布多孔填料的分离器，包括壳体和多孔填料，所述壳体内设置所述多孔填料，所述壳体用于设置在航空发动机的传动轴上，所述壳体上设置有油气进口、排油口和排气口，沿所述壳体的径向，在所述壳体的一端设置油气进口另一端设置排油口和排气口，所述排气口与所述传动轴连通；所述多孔填料的孔至少具有轴向梯度和径向梯度，所述轴向梯度由油气进口所在一端向排油口或排气口所在一端减小，所述径向梯度由外向内减小。
5、进一步地，所述多孔填料包括第一多孔填料外圈、第二多孔填料外圈、第一多孔填料内圈和第二多孔填料内圈，所述第一多孔填料外圈设置在所述第一多孔填料内圈外，所述第二多孔填料外圈设置在所述第二多孔填料内圈外，且所述第一多孔填料外圈的一侧与所述第二多孔填料外圈的一侧配合，所述第一多孔填料内圈的一侧与所述第二多孔填料内圈的一侧配合；所述第一多孔填料外圈的孔径大于所述第二多孔填料外圈的孔径，所述第一多孔填料外圈的孔径大于所述第一多孔填料内圈的孔径，所述第一多孔填料内圈的孔径大于所述第二多孔填料内圈的孔径，所述第二多孔填料外圈的孔径大于所述第二多孔填料内圈的孔径。
6、进一步地，所述壳体通过螺钉与所述传动轴连接，所述螺钉还用于所述壳体与所述第一多孔填料内圈的连接，所述螺钉还用于所述壳体与所述第二多孔填料内圈的连接。
7、进一步地，所述螺钉设置两个，两个螺钉对称设置。
8、进一步地，所述第一多孔填料外圈的内表面设置为椭圆形，所述第一多孔填料内圈的外表面设置为椭圆形，所述第一多孔填料外圈的内表面与所述第一多孔填料内圈的外表面连接；和/或所述第二多孔填料外圈的内表面设置为椭圆形，所述第二多孔填料内圈的外表面设置为椭圆形，所述第二多孔填料外圈的内表面与所述第二多孔填料内圈的外表面连接。
9、进一步地，所述第一多孔填料外圈的孔径为20pp i，所述第一多孔填料内圈的孔径为45ppi，第二多孔填料外圈的孔径为45ppi，所述第二多孔填料内圈的孔径为70ppi。
10、进一步地，所述壳体包括圆环状外壳、圆环状内壳、第一侧壳和第二侧壳，所述圆环状外壳设置在所述圆环状内壳外，所述第一侧壳和所述第二侧壳均连接在所述圆环状外壳和圆环转内壳之间；所述第一侧壳上设置所述油气进口，所述圆环状内壳上设置所述排气口，所述圆环状外壳上设置所述排油口。
11、进一步地，所述油气进口设置多个，多个油气进口环绕设置在所述第一侧壳上，且多个油气进口靠近所述圆环状外壳设置；和/或所述排油口设置多个，多个排油口环绕设置在所述圆环状外壳上，且多个排油口靠近所述第二侧壳设置；和/或所述排气口设置多个，多个排气口环绕设置在所述圆环状外壳上，且多个排气口靠近所述第二侧壳设置。
12、本专利技术第二方面提供了一种航空发动机，包括传动轴，还包括上述所述的分离器，所述分离器固定连接在所述传动轴上。
13、进一步地，所述传动轴上设置有连接凸台，所述连接凸台和所述分离器通过螺钉连接。
14、采用上述技术方案，本专利技术包括如下优点：
15、1、本专利技术的多孔填料孔径在轴向和径向均成梯度分布，不仅压降合理，而且分离效率高。
16、2、本专利技术其结构简单、紧凑，工艺性好。
17、3、本专利技术通过多孔填料的梯度设计能够在不增大压降的情况下提高通风器分离效率，可以适配不同油雾环境。
18、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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1.一种具有梯度分布多孔填料的分离器，包括壳体(10)和多孔填料(20)，所述壳体(10)内设置所述多孔填料(20)，其特征在于，所述壳体(10)上设置有油气进口(40)、排油口(50)和排气口(60)，沿所述壳体(10)的径向，在所述壳体(10)的一端设置油气进口(40)另一端设置排油口(50)和排气口(60)，所述排气口(60)与所述传动轴(30)连通；所述多孔填料(20)的孔至少具有轴向梯度和径向梯度，所述轴向梯度由油气进口(40)所在一端向排油口(50)或排气口(60)所在一端减小，所述径向梯度由外向内减小。
2.根据权利要求1所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述多孔填料(20)包括第一多孔填料外圈(21)、第二多孔填料外圈(22)、第一多孔填料内圈(23)和第二多孔填料内圈(24)，所述第一多孔填料外圈(21)设置在所述第一多孔填料内圈(23)外，所述第二多孔填料外圈(22)设置在所述第二多孔填料内圈(24)外，且所述第一多孔填料外圈(21)的一侧与所述第二多孔填料外圈(22)的一侧配合，所述第一多孔填料内圈(23)的一侧与所述第二多孔填
3.根据权利要求2所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述壳体(10)通过螺钉(70)与所述传动轴(30)连接，所述螺钉(70)还用于所述壳体(10)与所述第一多孔填料内圈(23)的连接，所述螺钉(70)还用于所述壳体(10)与所述第二多孔填料内圈(24)的连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述螺钉(70)设置两个，两个螺钉(70)对称设置。
5.根据权利要求3所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述第一多孔填料外圈(21)的内表面设置为椭圆形，所述第一多孔填料内圈(23)的外表面设置为椭圆形，所述第一多孔填料外圈(21)的内表面与所述第一多孔填料内圈(23)的外表面连接；和/或所述第二多孔填料外圈(22)的内表面设置为椭圆形，所述第二多孔填料内圈(24)的外表面设置为椭圆形，所述第二多孔填料外圈(22)的内表面与所述第二多孔填料内圈(24)的外表面连接。
6.根据权利要求2-5任意一项所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述第一多孔填料外圈(21)的孔径为20PP I，所述第一多孔填料内圈(23)的孔径为45PP I，第二多孔填料外圈(22)的孔径为45PP I，所述第二多孔填料内圈(24)的孔径为70PP I。
7.根据权利要求6所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述壳体(10)包括圆环状外壳(11)、圆环状内壳(12)、第一侧壳(13)和第二侧壳(14)，所述圆环状外壳(11)设置在所述圆环状内壳(12)外，所述第一侧壳(13)和所述第二侧壳(14)均连接在所述圆环状外壳(11)和圆环转内壳之间；所述第一侧壳(13)上设置所述油气进口(40)，所述圆环状内壳(12)上设置所述排气口(60)，所述圆环状外壳(11)上设置所述排油口(50)。
8.根据权利要求7所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述油气进口(40)设置多个，多个油气进口(40)环绕设置在所述第一侧壳(13)上，且多个油气进口(40)靠近所述圆环状外壳(11)设置；和/或所述排油口(50)设置多个，多个排油口(50)环绕设置在所述圆环状外壳(11)上，且多个排油口(50)靠近所述第二侧壳(14)设置；和/或所述排气口(60)设置多个，多个排气口(60)环绕设置在所述圆环状外壳(11)上，且多个排气口(60)靠近所述第二侧壳(14)设置。
9.一种航空发动机，包括传动轴(30)，其特征在于，还包括如权利要求1-8任意一项所述分离器，所述分离器固定连接在所述传动轴(30)上。
10.根据权利要求9所述的一种航空发动机，其特征在于，所述传动轴(30)上设置有连接凸台(31)，所述连接凸台(31)和所述分离器通过螺钉(70)连接。
...【技术特征摘要】
1.一种具有梯度分布多孔填料的分离器，包括壳体(10)和多孔填料(20)，所述壳体(10)内设置所述多孔填料(20)，其特征在于，所述壳体(10)上设置有油气进口(40)、排油口(50)和排气口(60)，沿所述壳体(10)的径向，在所述壳体(10)的一端设置油气进口(40)另一端设置排油口(50)和排气口(60)，所述排气口(60)与所述传动轴(30)连通；所述多孔填料(20)的孔至少具有轴向梯度和径向梯度，所述轴向梯度由油气进口(40)所在一端向排油口(50)或排气口(60)所在一端减小，所述径向梯度由外向内减小。
2.根据权利要求1所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述多孔填料(20)包括第一多孔填料外圈(21)、第二多孔填料外圈(22)、第一多孔填料内圈(23)和第二多孔填料内圈(24)，所述第一多孔填料外圈(21)设置在所述第一多孔填料内圈(23)外，所述第二多孔填料外圈(22)设置在所述第二多孔填料内圈(24)外，且所述第一多孔填料外圈(21)的一侧与所述第二多孔填料外圈(22)的一侧配合，所述第一多孔填料内圈(23)的一侧与所述第二多孔填料内圈(24)的一侧配合；所述第一多孔填料外圈(21)的孔径大于所述第二多孔填料外圈(22)的孔径，所述第一多孔填料外圈(21)的孔径大于所述第一多孔填料内圈(23)的孔径，所述第一多孔填料内圈(23)的孔径大于所述第二多孔填料内圈(24)的孔径，所述第二多孔填料外圈(22)的孔径大于所述第二多孔填料内圈(24)的孔径。
3.根据权利要求2所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述壳体(10)通过螺钉(70)与所述传动轴(30)连接，所述螺钉(70)还用于所述壳体(10)与所述第一多孔填料内圈(23)的连接，所述螺钉(70)还用于所述壳体(10)与所述第二多孔填料内圈(24)的连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述螺钉(70)设置两个，两个螺钉(70)对称设置。
5.根据权利要求3所述的一种具有梯度分布多孔填料的分离器，其特征在于，所述第一多孔填料外圈(21)的内表面设置为椭圆形，所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：张艳清，谢国广，钱磊，曹鹏，曹俊，郭晖，李承泰，余术龙，李哲，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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