空氣循環機密封臺的製作方法
2023-05-17 05:30:06
專利名稱：空氣循環機密封臺的製作方法
技術領域：
本公開涉及設置在空氣循環機的軸和殼體之間的密封。
背景技術：
空氣循環機可包括離心壓縮機和離心渦輪機，其安裝成在殼體內的軸上共同旋轉。離心壓縮機進一步壓縮被部分壓縮的空氣，例如從氣體渦輪發動機的壓縮機接收的引氣。被壓縮的空氣排放到下遊換熱器或其他用途，然後返回到離心渦輪機。被壓縮的空氣在渦輪機中膨脹，由此驅動壓縮機。來自渦輪機的空氣輸出可被用作交通工具的空氣供應， 例如飛機的機艙。殼體中的空氣軸承旋轉地支撐軸。多個密封被用在軸和殼體之間以相對於殼體來密封軸。一些現有密封的外徑/長度/寬度為3. 460/0. 685/0. 16英寸(87. 88/17. 40/4. 1 mm)、2. 706/0. 370/0. 21 英寸(68. 73/9. 40/5. 3 mm)或 1. 875/0. 455/0. 14 英寸 (47. 63/11. 30/3. 6 mm)。
發明內容
一種空氣循環機包括軸承殼體，軸承殼體具有軸孔。轉子軸布置在軸孔內並且包括刀口，刀口從轉子軸延伸。密封接合軸孔並且包括提供密封臺的內徑和外徑，密封臺與刀口軸向地對準。在一個示例中，密封臺和刀口之間的徑向間隙名義上為0. 006英寸。內徑布置在密封的側面之間，側面限定寬度。在一個示例中，漸縮表面以相對於外徑一角度從側面延伸到密封臺，漸縮表面面對大端。外徑比內徑提供的第一比率為 1. 25-1. 28，並且內徑比寬度提供的第二比率為4. 33-5. 58。
通過參照以下詳細說明並結合考慮附圖，可進一步理解本公開，附圖中 圖1是示例性空氣循環機的剖面圖2是圖1的ACM的一部分的放大剖面圖； 圖3是圖2所示密封的進一步放大剖面圖。
具體實施例方式圖1示出了具有壓縮機12的空氣循環機(ACM) 10，壓縮機12通過軸16聯接到渦輪機14以便繞軸線A —起旋轉，軸16例如是不鏽鋼的。例如，渦輪機14被包括在機艙空氣供應系統13中，用於向飛機提供經調節的空氣。由軸16支撐的風扇15使得經調節的空氣在機艙空氣供應系統13中循環。ACM 10由多個部分構成以便於組裝。例如，ACM 10包括殼體21，殼體21具有入口、壓縮機、渦輪機和軸承殼體部分22、24、沈、28。示例性的軸16也由多個部分構成。例如，壓縮機12安裝在第一軸部分17上並且布置在入口殼體部分22內，渦輪機14安裝在第一和第二軸部分17、18之間位於渦輪機殼體部分沈內，並且第三軸部分19安裝在軸承殼體部分觀內。系杆20將壓縮機12、渦輪機14、風扇15以及第一、第二、第三軸部分17、18、 19相互固定。軸頸軸承30旋轉地分別位於渦輪機和軸承殼體部分沈、28內的支撐第二和第三軸部分18、19。推力軸承滑道31從第三軸部分19徑向地延伸並且軸向地布置在推力軸承 32之間。保持板50被第一緊固件M繞推力軸承滑道31和推力軸承32固定到軸承殼體部分觀。入口板52設置在軸承殼體部分觀和保持板50之間並在推力軸承滑道31徑向外側，以控制潤滑空氣到推力軸承32的流動。第二緊固件56將軸承和渦輪機殼體部分觀、26 相互固定。殼體部分被相對於彼此密封以將被壓縮的空氣容納在ACM 10內的期望通道中。 然而，密封也被設計成控制從ACM 10中的壓縮機12和渦輪機14洩漏以潤滑軸頸和推力軸承30、32的空氣量。在示例中，第一密封34被布置在第一軸部分17和中間殼體部分60之間，第二和第三密封36、38被布置在第二軸部分18和渦輪機殼體部分沈之間，並且第四密封40被布置在第三軸部分19和軸承殼體部分觀之間。入口殼體部分22提供壓縮機入口 42，並且壓縮機殼體部分M提供壓縮機出口 44。渦輪機殼體部分沈包括第一和第二渦輪機殼體部分^a、26b並提供渦輪機入口 46和渦輪機出口 48。第三緊固件58將渦輪機和中間殼體部分沈、60相互固定，並且第四緊固件 62將入口和渦輪機殼體部分22 J6相互固定。密封板64被第五緊固件66固定在壓縮機和渦輪機殼體部分24 J6之間。空氣流入壓縮機入口 42並且被離心地壓縮到壓縮機出口 44，在那裡，其被引導到渦輪機入口 46。 被壓縮的空氣膨脹通過渦輪機14並且排出渦輪機出口 48。第四密封40由聚醯亞胺材料構成並且與第三軸部分19上的刀口 68協作以密封 ACM 10中的空氣，而同時允許一些空氣以期望速率洩漏經過密封40。圖2和圖3中更詳細地示出了第四密封40，第四密封40由環形主體提供，該環形主體具有外徑OD和內徑ID，其設置在側面71之間，側面71限定寬度W。軸承殼體觀具有彼此相對的大端和小端74、76。 小端76包括軸孔78。內徑ID提供密封臺70，密封臺70接合刀口 68的旋轉表面。外徑OD 比內徑ID提供的第一比率(0D/ID)為1.25-1. 28，並且內徑ID比寬度W提供的第二比率 (ID/W)為 4. 33-5. 58。在未安裝狀態下，外徑OD名義上約為1.050英寸(26. 67 mm)，並且內徑ID名義上約為0.830英寸(21. 08 mm)。在一個示例中，直徑方向上的厚度2T或長度名義上為0. 220 英寸(5. 59 mm)。寬度W名義上約為0. 170英寸(4. 32 mm)。第四密封40被壓入軸孔78 中。在安裝狀態下，外徑名義上約為1.045英寸(26. 54 mm)，並且內徑名義上約為0. 816英寸(20. 73 mm)。第三軸部分19被插入第四密封40中。密封臺70和刀口 68之間所設置的徑向間隙名義上為0.006英寸(0. 15 mm)。漸縮表面72以相對於內徑或外徑ID、OD的名義上40度角G從離開外徑OD名義上為0. 085英寸(2. 16 mm)的徑向距離t開始從側面71延伸到密封臺70。在該示例中，漸縮表面72設置在側面71的每一個處，並且第四密封40在垂直於內徑ID的中軸線A並二等分外徑OD的平面P中是對稱的。儘管已公開了示例性實施例，但本領域普通技術人員會認識到在權利要求的範圍內可進行一定修改。為此，應研究所附權利要求以確定它們的真實範圍和內容。
權利要求
1.一種用於空氣循環機的密封，包括環形主體，所述環形主體具有外徑和內徑，其設置在側面之間，所述側面限定寬度，所述內徑提供密封臺，所述密封臺構造成接合旋轉表面，所述外徑比所述內徑提供的第一比率為1. 25-1.觀，並且所述內徑比所述寬度提供的第二比率為4. 33-5. 58。
2.如權利要求1所述的密封，其中，在未安裝狀態下，所述外徑名義上約為1.050英寸且所述內徑名義上約為0. 830英寸，並且所述寬度名義上約為0. 170英寸。
3.如權利要求2所述的密封，其中，在安裝狀態下，所述外徑名義上約為1.045英寸，並且所述內徑名義上約為0. 816英寸。
4.如權利要求1所述的密封，包括漸縮表面，所述漸縮表面以相對於所述外徑名義上 40度角從離開所述外徑名義上為0. 085英寸的徑向距離開始從所述側面延伸到所述密封臺。
5.如權利要求1所述的密封，其中，所述環形主體由聚醯亞胺構成。
6.一種用於空氣循環機的密封布置，包括軸承殼體，所述軸承殼體具有彼此相對的大端和小端，所述小端包括軸孔；和密封，所述密封接合所述軸孔並包括提供密封臺的內徑，所述內徑布置在所述密封的側面之間，所述側面限定寬度，以及包括漸縮表面，所述漸縮表面以相對於所述外徑一角度從所述側面延伸到所述密封臺，所述漸縮表面面對所述大端，所述外徑比所述內徑提供的第一比率為1. 25-1.觀，並且所述內徑比所述寬度提供的第二比率為4. 33-5. 58。
7.如權利要求6所述的密封布置，其中，所述漸縮表面以相對於所述外徑名義上40度角從離開所述外徑名義上為0. 085英寸的徑向距離開始從所述側面延伸到所述密封臺。
8.如權利要求7所述的密封布置，其中，漸縮表面設置在所述側面的每一個上，並且所述密封在垂直於所述內徑的中軸線並二等分所述外徑的平面中是對稱的。
9.如權利要求6所述的密封布置，其中，所述內徑名義上約為0.816英寸。
10.如權利要求6所述的密封布置，其中，所述密封由聚醯亞胺構成。
11.一種空氣循環機，包括軸承殼體，所述軸承殼體包括軸孔；轉子軸，所述轉子軸布置在所述軸孔內並且包括刀口，所述刀口從所述轉子軸延伸；和密封，所述密封接合所述軸孔並且包括提供密封臺的內徑和外徑，所述密封臺與所述刀口軸向地對準，所述密封臺和所述刀口之間的徑向間隙名義上為0. 006英寸，所述外徑比所述內徑提供的第一比率為1. 25-1.觀。
12.如權利要求11所述的空氣循環機，其中，所述殼體具有彼此相對的大端和小端，所述小端包括軸孔，所述內徑布置在所述密封的側面之間，並且漸縮表面以相對於所述外徑一角度從所述側面延伸到所述密封臺，所述漸縮表面面對所述大端。
13.如權利要求12所述的空氣循環機，其中，所述漸縮表面以相對於所述外徑名義上 40度角從離開所述外徑名義上為0. 085英寸的徑向距離開始從所述側面延伸到所述密封臺。
14.如權利要求11所述的空氣循環機，其中，所述內徑布置在所述密封的側面之間，所述側面限定寬度，所述內徑名義上約為0.816英寸，並且所述內徑比所述寬度提供的第二比率為 4. 33-5. 58。
15.如權利要求11所述的空氣循環機，其中，所述密封是聚醯亞胺並且所述轉子軸是不鏽鋼。
16.一種將密封安裝到空氣循環機中的方法，包括提供密封，所述密封具有內徑，所述內徑提供密封臺，所述密封臺構造成接合旋轉表面，所述內徑布置在所述密封的側面之間，所述側面限定寬度，所述外徑比所述內徑提供的第一比率為1. 25-1.觀，並且所述內徑比所述寬度提供的第二比率為4. 33-5. 58 ；以及將所述密封壓入所述空氣循環機的軸承殼體軸孔中。
17.如權利要求16所述的方法，其中，所述外徑在未安裝狀態下名義上約為1.050英寸且在安裝狀態下名義上約為1. 045英寸，並且所述內徑在安裝狀態下名義上約為0. 816英寸。
18.如權利要求16所述的方法，其中，所述漸縮表面以相對於所述外徑名義上40度角從離開所述外徑名義上為0. 085英寸的徑向距離開始從所述側面延伸到所述密封臺，所述漸縮表面設置在所述側面的每一個上，並且所述密封在垂直於所述內徑的中軸線並二等分所述外徑的平面中是對稱的。
19.如權利要求16所述的方法，包括如下步驟將轉子軸插入所述密封中並且將所述轉子軸上的刀口與所述密封軸向地對準，以提供所述密封臺和所述刀口之間名義上約為 0. 006英寸的徑向間隙。
20.如權利要求16所述的方法，其中，所述密封是聚醯亞胺並且所述轉子軸是不鏽鋼。
全文摘要
本發明涉及空氣循環機密封臺，具體地，一種空氣循環機包括軸承殼體，軸承殼體具有軸孔。轉子軸布置在軸孔內並且包括刀口，刀口從轉子軸延伸。密封接合軸孔並且包括提供密封臺的內徑和外徑，密封臺與刀口軸向地對準。密封臺和刀口之間的徑向間隙名義上為0.006英寸。內徑布置在密封的側面之間，側面限定寬度。在一個示例中，漸縮表面以相對於外徑一角度從側面延伸到密封臺，漸縮表面面對大端。外徑比內徑提供的第一比率為1.25-1.28，並且內徑比寬度提供的第二比率為4.33-5.58。
文檔編號F16J15/18GK102537352SQ201110432518
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者C.M.比爾斯, L.比內克, V.S.理查森 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司