包括冷卻槽的推力板的製作方法

2023-05-18 14:40:51

包括冷卻槽的推力板的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種推力板，其包括具有形成由第一直徑界定的第一圓周的扇形外緣的環形主體。所述推力板還包括形成於所述主體的第一表面中的多個冷卻槽。所述冷卻槽形成於每一對相鄰扇形體之間。每個冷卻槽的中心相互以共同預定角延伸朝向所述推力板的所述中心。
【專利說明】包括冷卻槽的推力板

【技術領域】
[0001] 本發明概念一般涉及一種空氣循環機，且更具體地說涉及一種包括在空氣循環機 的軸承冷卻系統中的推力板。
[0002] 發明背景
[0003] 常規的空氣循環機的性能和可靠性取決於給包括在空氣循環機的軸承冷卻系統 中的一個或多個推力軸承提供適當冷卻。推力軸承支撐包括在軸承冷卻系統中的旋轉總 成。在空氣循環機中提供推力板以支撐推力軸承並維持旋轉總成的軸向位置。隨著旋轉總 成旋轉，推力軸承可以實現熱量增加。因此，常規的空氣循環機只由形成於空氣循環機外殼 的機匣中的通風孔組成以流動冷卻推力軸承。
[0004] 概述
[0005] 根據本發明概念的一個實施方案，一種推力板包括環形主體，其具有形成由第一 直徑界定的第一圓周的扇形外緣。所述推力板還包括多個冷卻槽，其形成於所述主體的第 一表面中。所述冷卻槽形成於每一對相鄰扇形體之間。每個冷卻槽的中心相互以共同預定 角延伸朝向所述推力板的中心。
[0006] 根據另一實施方案，一種在推力板中形成冷卻槽的方法包括界定從所述推力板的 中心徑向延伸的水平軸。所述方法還包括界定從所述推力板的中心徑向延伸的垂直軸，所 述垂直軸垂直於所述水平軸。所述方法還包括界定從所述推力板的中心徑向延伸的多個前 端軸。所述多個前端軸與所述水平軸和所述垂直軸中的至少一個偏離預定角。所述方法還 包括基於所述多個前端軸在所述推力板的表面上形成多個槽組。
[0007] 若干附圖的簡述
[0008] 在說明書結束時的權利要求中尤其指出並明確地陳述被視為本發明概念的主題。 結合附圖從以下詳細描述明白本發明概念的前文和其它特徵，其中：
[0009] 圖1是根據實施方案的空氣循環機的截面圖；
[0010] 圖2示出了根據至少一個實施方案的推力板；且
[0011] 圖3A至圖3B是示出圖2中示出的根據至少一個實施方案的推力板的尺寸的圖。
[0012] 詳述
[0013] 參考圖1，示出了根據實施方案的空氣循環機（ACM)10。ACM10包括渦輪機外殼12 和軸承外殼14。可旋轉傳動軸16延伸通過渦輪機外殼12和軸承外殼14以驅動ACM的一 個或多個系統。傳動軸16是由第一推力軸承18和第二推力軸承20支撐。可以在軸承外 殼中形成一個或多個通風孔以將冷卻空氣引入到推力軸承18、20。推力澆口 22從傳動軸 16向外徑向延伸以對傳動軸16提供另外的支撐。抵靠第二推力軸承20的一側安置推力板 24以將第一推力軸承18和第二推力軸承20維持在適當位置。推力板24還包括多個冷卻 槽以接納氣流。在安裝之後，形成於推力板24上的多個冷卻槽可以與形成於ACM10的冷卻 環上的各自槽對準以形成增加引入到推力軸承18、20的氣流的氣流通道。
[0014] 現在參考圖2,不出了根據實施方案的推力板24。推力板24包括具有第一表面28 和與第一表面相對的第二表面30的環形主體26。主體26包括扇形外緣，其會減小推力板 24的總重量。扇形外緣形成由大約3. 860英寸（大約9. 804cm)的第一直徑界定的第一圓 周，且內緣形成由大約1.218英寸（大約3. 094cm)的直徑界定的第二圓周。扇形外緣界定 由間隙34相互隔開的多個彎曲扇形體32,即突出部。間隙中的至少三個的大小大於剩餘的 間隙34以界定對準間隙34'，當推力板24耦接到渦輪機外殼和軸承外殼時所述對準間隙 34'以預定定向定位推力板24。
[0015] 每個個別扇形體32包括形成通過所述扇形體32的外部小孔36。在至少一個實 施方案中，第一多個外部小孔36具有大約0. 170英寸(大約0. 432cm)的第一小孔直徑以接 納各自第一螺栓，其將推力板的第一部分耦接到ACM10的渦輪機外殼。第二多個外部小孔 36'具有大約0. 145英寸(大約0. 368cm)的第二小孔直徑。第二直徑接納各自第二螺栓以 將推力板24的第二部分耦接到ACM10的軸承外殼。當推力板24經由螺栓耦接到渦輪機外 殼和軸承外殼時，對準間隙34'有助於以預定定向定位推力板24。即，對準間隙34'有助於 防止推力板24組裝不當。推力板24還包括第二多個對準孔38以接納安置通過第二多個 對準孔38的各自銷。每個對準孔38形成於各自間隙34附近以進一步促進推力板24對準 潤輪機外殼和推力軸承外殼。
[0016] 推力板24還包括形成於第一表面28中的多個冷卻槽40。在圖2中示出的至少一 個實施方案中，推力板24包括根據多個槽組配置的10個冷卻槽40。在至少一個實施方案 中，第一槽組和第二槽組每個由四個冷卻槽40組成且第三槽組由兩個冷卻槽40組成。每 個冷卻槽40形成於一對相鄰扇形體32之間且在形成於推力板24的外緣處的敞開端與彎 曲端之間延伸。每個冷卻槽40具有從大約0. 3英寸(大約0. 762cm)變化到大約0. 4英寸 (大約1. 016cm)的長度。此外，每個冷卻槽40具有從大約0. 155英寸(大約0. 394cm)變化 到大約0. 165英寸（大約0. 149cm)的寬度（w)和從大約0. 06英寸（大約0. 152cm)變化到 大約0. 07英寸(大約0. 178cm)的厚度（wth)。如下文更詳細討論，包括在各自槽組中的每個 冷卻槽40的中心軸（A s)相對於相鄰冷卻槽40的中心軸形成預定角（Θ AXIS)。在至少一個 實施方案中，預定角大約是24. 00度。
[0017] 冷卻槽40的位置可以根據跨主體26的表面延伸的多個軸而形成於推力板24上。 參考圖3,水平軸（A H)和垂直軸（Av)跨主體26延伸。水平軸（AH)延伸通過推力板24的中 心且介於第一水平點（Θ。與第二水平點（θ 2)之間。第一水平點（定位成與外緣的圓 周成大約〇度。第二水平點（Θ 2)以相對於第一水平點成大約180度（S卩，與0度點相距180 度）位於外緣處。垂直軸（Av)延伸通過推力板24的中心且介於第一垂直點（Θ 3)與第二垂 直點（θ4)之間。第一垂直點（θ3)以相對於第一水平點（和第二水平點（θ 2)成大約 90度（即，分別為0度和270度）位於外緣處。第二垂直點（θ4)以相對於第一水平點（ 和第二水平點（Θ 2)成大約270度位於外緣處。
[0018] 基於水平軸（AH)和垂直軸（Av)界定多個前端軸。多個前端軸包括第一前端軸 (A u)、第二前端軸（Am)和第三前端軸（Au)。第一前端軸（Au)在順時針方向上偏離水平軸 的第一水平點（即,0度）第一角度（X)。第二前端軸（Au)在逆時針方向上偏離水平軸的第 二水平點（即，180度）第二角度（Y)。第三前端軸（A u)在逆時針方向上偏離垂直軸的第一 垂直點（即，90度）第三角度（Z)。在至少一個實施方案中，第一角度（X)大約是21. 00度， 第二角度（Y)大約是30. 00度且第三角度（Z)大約是9. 00度。
[0019] 基於各自前端軸在推力板24上配置多個槽組。更具體地說，基於第一前端軸（Au) 在推力板24上配置第一槽組42,基於第二前端軸（Α?2)在推力板24上配置第二槽組44且 基於第三前端軸（Au)在推力板24上配置第三槽組46。每個槽組包括前端冷卻槽48,其是 用於配置各自槽組中的剩餘冷卻槽40的基礎。前端冷卻槽48與各自前端軸隔開預定距離 (d SU)T)。在至少一個實施方案中，每個前端冷卻槽48在順時針方向上與各自前端軸隔開大 約0. 915英寸（大約2. 324cm)。
[0020] 參考第一槽組42,在推力板24上形成第一前端冷卻槽48使得中心軸（As)延伸通 過前端冷卻槽48的中心且與第一前端軸（A u)相距大約0. 915英寸。形成第一槽組42的 三個剩餘冷卻槽40使得每個冷卻槽40的各自中心軸（As)相互成大約24. 00度的角度。
[0021] 參考第二槽組44,在推力板24上形成第二前端冷卻槽48'使得中心軸（As)與第 二前端軸（Am)相距大約0. 915英寸。形成第二槽組42的三個剩餘冷卻槽40使得每個冷 卻槽40的各自中心軸（As)相互成大約24. 00度的角度。
[0022] 最後參考第三槽組46,在推力板24上形成第三前端冷卻槽48' '使得中心軸（As) 與第三前端軸（Au)相距大約0. 915英寸。因此，形成第三槽組46的剩餘冷卻槽40使得各 自中心軸（As)與第三前端軸（Au)成大約24. 00度的角度。
[0023] 雖然已描述本發明概念的各個實施方案，但是應了解本領域一般技術人員在現在 和未來均可以對落在以下權利要求的範圍內的實施方案作出各種修改。這些權利要求應被 解釋成維持適當地保護首先描述的發明。
【權利要求】
1. 一種推力板，其包括： 環形主體，其包括形成由第一直徑界定的第一圓周的扇形外緣；和 多個冷卻槽，其形成於所述主體的第一表面中和每一對相鄰扇形體之間，每個冷卻槽 的中心相互以共同預定角延伸朝向所述中心。
2. 根據權利要求1所述的推力板，其中所述多個冷卻槽是根據多個槽組配置在所述主 體上,每個槽組包括預定數量的冷卻槽。
3. 根據權利要求2所述的推力板，其中所述多個槽組包括第一槽組、第二槽組和第三 槽組，所述第一和第二槽組每個由四個冷卻槽組成且所述第三槽組由兩個冷卻槽組成。
4. 根據權利要求3所述的推力板，其中所述扇形外緣界定多個彎曲扇形體，所述多個 彎曲扇形體界定每個個別扇形體之間的間隙，每個扇形體包括穿過所述扇形體形成的外部 小孔。
5. 根據權利要求4所述的推力板，其中第一多個外部小孔具有不同於第二多個外部小 孔的直徑。
6. 根據權利要求5所述的推力板，其中所述第一多個外部小孔具有第一小孔直徑以接 納各自第一螺栓以將所述推力板耦接到渦輪機外殼，且所述第二多個所述外部小孔具有小 於所述第一直徑的第二小孔直徑以接納各自第二螺栓以將所述推力板耦接到軸承外殼。
7. 根據權利要求6所述的推力板，其中所述間隙中的至少三個的大小大於剩餘的間隙 以界定對準間隙以在經由所述第一和第二螺栓耦接時以預定定向定位所述推力板。
8. 根據權利要求7所述的推力板，其還包括多個對準孔以接納穿過所述多個對準孔安 置的各自銷以進一步對準所述推力板。
9. 根據權利要求8所述的推力板，其中每個槽在形成於所述推力板的所述外緣處的敞 開端與彎曲端之間延伸以界定槽長度。
10. 根據權利要求9所述的推力板，其中所述長度範圍從0. 3英寸到0. 4英寸，每個槽 具有從0. 06英寸到0. 07英寸的厚度範圍和從0. 155英寸到0. 165英寸的寬度範圍，所述 共同角是24. 00度。
11. 一種在推力板中形成冷卻槽的方法，所述方法包括： 界定從所述推力板的中心徑向延伸的水平軸； 界定從所述推力板的所述中心徑向延伸的垂直軸，所述垂直軸垂直於所述水平軸； 界定從所述推力板的所述中心徑向延伸的多個前端軸，所述多個前端軸從所述水平和 垂直軸中的至少一個偏離預定角； 基於所述多個前端軸在所述推力板的表面上形成多個槽組。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中所述界定水平軸包括使所述水平軸延伸通過位 於相對於所述推力板的圓周外緣成〇度的點處的第一水平點和定位成與所述第一水平點 成大約180度的第二水平點。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中所述界定垂直軸包括使所述垂直軸延伸通過定 位成與所述第一水平點成大約90度的第一垂直點和定位成與所述第一水平點成270度的 第二垂直點。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中所述界定多個前端軸包括界定偏離相對於所述 第一水平點以順時針方向偏離的第一預定角的第一前端軸、偏離相對於所述第二水平點以 逆時針方向偏離的不同於所述第一預定角的第二預定角的第二前端軸以及偏離不同於所 述第一和第二預定角的第三預定角的第三前端軸，所述第三預定角相對於所述第一垂直點 以逆時針方向偏離。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述形成多個槽組還包括根據各自槽組形成多 個冷卻槽，所述多個槽組包括基於所述第一前端軸形成於所述推力板上的第一槽組、基於 所述第二前端軸形成於所述推力板上的第二槽組和基於所述第三前端軸形成於所述推力 板上的第三槽組。
【文檔編號】F04D29/58GK104100576SQ201410140511
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月9日 優先權日:2013年4月9日
【發明者】D.A.科爾森, C.M.比爾斯, J.H.帕柳利斯 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司