具有密封轴的空气循环的制造方法
【专利摘要】一种用于空气循环机的密封轴具有两个轴向边缘。测量所述轴向边缘处的接触面之间的轴向距离，其中尺寸具有公差。保持所述边缘面上的多个隔开位置处的所述轴向距离之间的最大变化，其中所述最大变化与所述公差的比率小于.2。还公开了转子总成、空气循环机和方法。
【专利说明】具有密封轴的空气循环机
[0001]发明背景
[0002]本申请涉及一种用于在空气循环机中支撑密封件的密封轴，且其中密封轴被设计为消除密封轴面之间的距离变化。
[0003]空气循环机为人们所熟知且经常被用于飞机空气供给系统，诸如用于飞机座舱的空气调节。
[0004]在空气循环机中，一对涡轮转子由加压空气驱动，以进而驱动用以驱动压缩机和风扇的轴。由压缩机压缩并由风扇移动的空气被用于在相关联的飞机上的各种操作。
[0005]在一种类型的空气循环机中，第一级涡轮转子被轴向定位在邻近压缩机转子的位置处。盘形密封件被固定在壳体中的两个转子之间。密封轴随主轴旋转且径向位于该盘形密封件的内部。在现有技术中，密封轴有时会具有沿轴向边缘的变化。甚至密封轴上的边缘的位置的小变化也可导致两个转子之间的扭结。即，如果密封轴边缘不像所期望的那样，则可能具有产生不平衡的转子重心的变化，这可导致振动。
发明概要
[0006]用于空气循环机的密封轴具有两个轴向边缘。测量轴向边缘处的接触面之间的轴向距离，其中尺寸具有公差。保持边缘面上的多个隔开位置处的轴向距离之间的最大变化，其中最大变化与公差的比率小于.2。还公开了转子总成、空气循环机和方法。
[0007]可利用下面的附图和说明书更好地理解这些和其它特征。
[0008]附图简述
[0009]图1示意性示出空气循环机。
[0010]图2示出用于图1的空气循环机的密封轴。
[0011]图3示出密封轴的前视图。
【具体实施方式】
[0012]空气循环机20被示于图1中。轴22由第一级涡轮转子28驱动，其接收压缩空气源。加压空气驱动第一级涡轮28以转动且然后传递通过第二级涡轮24。两个涡轮级24和28驱动轴22且也进而驱动压缩机转子32和风扇转子36。压缩机上的出口 34和风扇36上的出口 37与在飞机上使用的空气200连通，如示意图所示出。
[0013]盘形密封件40分别具有转子28和32之间的密封面90和92。盘形密封件40被支撑在密封轴42上。密封轴42具有轴向边缘44和46，其被定位在相关联轴部分99上的结构之间。密封轴42随转子28和32转动。密封轴42可以是转子28和32上的压配合。
[0014]如上所述，密封轴42必须被精确地放置和支撑，否则，可能会具有盘形密封件40的位置相对于转子28和32中的一个的变化。
[0015]密封轴42被更好地示于图2中。具有轴向接触面100和102，其分别与轴向边缘44和46相关联。外凸缘106形成于每个边缘44和46处,且径向内表面104处于边缘106的轴向向内的外圆周。具有沿内表面104的径向向外延伸的向上延伸件100，和周向隔开的空气孔110。
[0016]距离Cl1可沿轴向中心线X被限定在接触面100和102之间。在一个实施方案中，Cl1 是.770 英寸(1.955cm)加或减.002 英寸(.005cm)。
[0017]如图所示，在接触面100和102上具有很多径向隔开位置，如被示出为A、B和C。图3清楚地示出隔开位置A、B且C可沿周向隔开。当然，具有无限数量的这些位置。在这些位置中的任一位置处，精确距离Cl1都可变化。在现有技术中，通过具有上述尺寸的密封轴，在A、B或C处所测量的(I1距离之间的公差被保持在.0005英寸(.0012cm)以下。这有时会导致上面提到的扭结问题。
[0018] 申请人:的当前公开确保了在A、B和C处所测量的距离Cl1 (和其它无限距离)之间的差异将被保持为小于.0003英寸。换言之，不同径向位置处的距离Cl1之间所允许的变化被保持为相对较小，并且使得距离A、B和C之间的最大变化与公差的绝对值(此处为.002)的比率小于.2，优选小于.175，且最优选是.15。
[0019]为了限定接触面100和102的目的，在孔111和接触面100和102之间形成的倒角201不是接触面100和102的部分。
[0020]可利用已知的技术来测量变化。
[0021]如图2示意性示出，如果在位置300处发现较大变化，可在该位置处如示意图所示通过工具302进一步加工。
[0022]如所公开的方法包括从涡轮转子28和压缩机转子32的中间位置处从壳体上移除密封轴的步骤。如以上所公开，所移除的密封轴被更换为密封轴42。
[0023]如上所述的方法在某种程度上被简化。事实上，为了更换密封轴，空气循环机20通常必须被移除，包括拆卸壳体和转子。为了移除现有的密封轴，压配合将必须被打破。在与新密封轴42配合之前，可通过在液氮中冷却转子28和32来实现与替换密封轴42的新压配合。
[0024]虽然已经公开了本发明的一个实施方案，但是本领域的普通技术人员将认识到，某些修改也将在本发明的范围内。出于这个原因，应研判上面的权利要求书来确定本发明的真实范围和内容。
【权利要求】
1.一种用于空气循环机的密封轴，其包括: 中心位于中心轴的主体，所述主体限定内孔且外表面包括两个轴向边缘中的每处的径向向外延伸凸缘；和外圆周表面处的径向内表面，其中径向向外延伸件相对于所述向外延伸凸缘在所述径向内表面的相对侧上轴向隔开且多个空气孔从所述外圆周表面延伸到所述内孔；和 测量于所述轴向边缘上的接触面之间的轴向距离，所述轴向距离具有公差，且保持所述接触面上的多个隔开位置处的所述轴向距离之间的最大变化，其中所述最大变化与所述公差的比率小于.2。
2.如权利要求1所述的密封轴，其中所述比率小于.175。
3.如权利要求2所述的密封轴，其中所述轴向距离是.770英寸(1.95cm)，所述公差是.002英寸(.005cm)且所述最大变化是.0003英寸(.762cm)。
4.一种包括如权利要求1所述的用于空气循环机的密封轴的转子总成，其包括: 随轴转动的一对涡轮转子、随所述轴转动的压缩机转子、和随所述轴和定位在所述涡轮转子和所述压缩机转子中的一个的中间的密封轴转动的风扇转子。
5.如权利要求4所述的转子总成，其中所述比率小于.175。
6.如权利要求5所述的转子总成，其中所述轴向距离是.770英寸(1.95cm)，所述公差是.002英寸(.005cm)且所述最大变化是.0003英寸(.762cm)。
7.一种包括如权利要求1所述的密封轴的空气循环机，其包括: 容纳转子总成的壳体，所述转子总成包括随轴转动的一对涡轮转子、随所述轴转动的压缩机转子、和随所述轴和定位在所述涡轮转子和所述压缩机转子中的一个的中间的密封轴转动的风扇转子。
8.如权利要求1所述的空气循环机，其中所述比率小于.175。
9.如权利要求8所述的空气循环机，其中所述轴向距离是.770英寸(1.95cm)，所述公差是.002英寸(.005cm)且所述最大变化是.0003英寸(.762cm)。
10.一种更换空气循环机中的密封轴的方法，其包括步骤: 从涡轮转子和压缩机转子的中间位置处从壳体上移除密封轴并更换新密封轴；和 所述新密封轴包括中心位于中心轴的主体，所述主体限定内孔且外表面包括两个轴向边缘中的每处的径向向外延伸凸缘；和外圆周表面处的径向内表面，其中径向向外延伸件相对于所述向外延伸凸缘在所述径向内表面的相对侧上轴向隔开且多个空气孔从所述外圆周表面延伸到所述内孔；测量于所述轴向边缘上的接触面之间的轴向距离，所述轴向距离具有公差，且保持所述接触面上的多个隔开位置处的所述轴向距离之间的最大变化，其中所述最大变化与所述公差的比率小于.2。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述比率小于.175。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述轴向距离是.770英寸(1.95cm)，所述公差是.002英寸(.005cm)且所述最大变化是.0003英寸(.762cm)。
13.如权利要求10所述的方法，其中更换所述新密封轴包括在所述新密封轴与所述涡轮和所述压缩机转子之间建立压配合。
【文档编号】F04D29/26GK103967828SQ201410044029
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月30日 优先权日:2013年1月31日
【发明者】M.维纳利, R.M.普拉格卢斯基 申请人:哈米尔顿森德斯特兰德公司