在空气循环机中安装扩散器的方法与流程

本公开涉及飞机环境控制系统。更具体而言，本公开涉及一种在空气循环机中安装扩散器的方法。

在飞机的环境控制系统中使用空气循环机来调节传送到飞机座舱的空气。调节后的空气是处于合乎飞机乘客的舒适和安全需要的温度、压力和湿度下的空气。在地面上或地面附近，周围空气温度和/或湿度常常足够高，以致必须作为调节过程的一部分将空气加以冷却，然后再传送到飞机座舱。在飞行高度上，周围空气常常比所需空气要冷得多，但是所处的压力过低，以致必须作为调节过程的一部分将空气压缩到可接受的压力。在飞行高度上压缩周围空气会充分加热所得的加压空气，以致必须将其加以冷却，即使在初始周围空气温度很低的情况下也是如此。因此，在大多数状况下，必须通过空气循环机将热量从空气中去除，然后再将空气传送到飞机座舱。

空气循环机通常包括连接到旋转轴杆的旋转零件，所述旋转轴杆延伸穿过空气循环机的静止零件。旋转轴杆的每个末端是利用轴颈轴承进行支撑，以便将旋转轴杆安装在空气循环机的静止零件中。在空气循环机的组装过程中，静止零件需要彼此紧密对准，从而使得空气循环机的任一末端上的轴颈轴承也可以紧密对准。重要的是使轴颈轴承紧密对准，以便旋转轴杆围绕穿过旋转轴杆中心的轴线旋转。轴颈轴承之间的任何错位都会导致旋转零件与静止零件之间的摩擦和磨损。

为了将静止零件紧密对准，可以采取两个过程。第一，在组装整 个空气循环机之前，可以将静止零件用销连接在一起。销连接过程包括：组装静止零件并使其对准、钻凿穿过相邻静止零件的孔洞，以及将销放置于钻好的孔洞中。然后，可以拆开静止零件并且与所有空气循环机零件重新组装。销充当导引件，以便确保静止零件恰当对准。销连接过程向组装过程增加了额外复杂性，因为这个过程在空气循环机中产生更多的部件。确保零件紧密对准的第二种选择是精密制造静止零件，从而使得这些静止零件可以在空气循环机组装过程中完全对准。精密制造可能成本很高，并且耗时。

技术实现要素：

一种在空气循环机中安装扩散器的方法包括：将第一壳体放置于轴杆上，将密封板放置于所述轴杆上，以及将扩散器放置于所述轴杆上。接下来，利用对准工具将所述扩散器和所述密封板对准。所述对准工具具有用来与所述密封板的径向外表面对准的第一环形表面，和用来与所述扩散器上的环形凸缘对准的第二环形表面。最后，将所述扩散器紧固到所述密封板，并且从所述扩散器和所述密封板处移除所述对准工具。

一种可以用来在空气循环机中安装扩散器的对准工具，包括具有圆柱形部分和末端部分的主体。所述对准工具还包括：处于所述圆柱形部分的径向内部面上的第一表面，其定位成轴向远离所述末端部分；处于所述圆柱形部分的所述径向内部面上的第二表面，其定位成邻近于所述末端部分；以及处于所述末端部分的径向内边缘上的第三表面。

附图简述

图1A是空气循环机的局部剖开透视图。

图1B是图1A中所看到的空气循环机的横截面图。

图2A是扩散器的透视图。

图2B是扩散器的侧视图。

图3A是对准工具的透视图。

图3B是沿图3A的线3B-3B所截取的对准工具的横截面图。

图4A是用来在空气循环机中安装扩散器的对准工具的透视图。

图4B是定位于空气循环机中的扩散器上方的对准工具的透视图。

具体实施方式

图1A是空气循环机10的局部剖开透视图。图1B是图1A中所看到的空气循环机10的横截面图。空气循环机10包括压缩机区段12、第一涡轮区段14、第二涡轮区段16、轴杆18、压缩机壳体20、第一密封板22、第一涡轮进气口壳体24、第一涡轮排气口壳体26、第二密封板28、第二涡轮进气口壳体30以及第二涡轮排气口壳体32。图1A至图1B中还展示了轴线A。

压缩机区段12、第一涡轮区段14以及第二涡轮区段16都安装在轴杆18上。轴杆18可围绕轴线A旋转。压缩机壳体20形成空气循环机10的中心壳体部分。密封板22连接到压缩机壳体20的第一末端。第一涡轮进气口壳体24连接到密封板22，并且第一涡轮排气口壳体26连接到第一涡轮进气口壳体24。密封板28连接到压缩机壳体20的第二末端。第二涡轮进气口壳体30连接到密封板28，并且第二涡轮排气口壳体32连接到第二涡轮进气口壳体30。压缩机壳体20、第一涡轮进气口壳体24、第一涡轮排气口壳体26、第二涡轮进气口壳体30以及第二涡轮排气口壳体32一起形成空气循环机10的整体壳体。压缩机壳体20收纳压缩机区段12，第一涡轮进气口壳体24和第一涡轮排气口壳体26一起收纳第一涡轮区段14，并且第二涡轮进气口壳体30和第二涡轮排气口壳体32一起收纳第二涡轮区段16。

压缩机区段12包括压缩机壳体20，所述压缩机壳体20包括压缩机进气口40和压缩机排气口42并且收纳压缩机转子44、扩散器46和垫板48。使空气进入压缩机进气口40，并且将空气穿过风道送到压缩机排气口42。压缩机转子44和扩散器46定位于风道中。压缩机转子44被安装成可与轴杆18一起旋转，以便压缩流过压缩机区段12的空气。扩散器46为静止结构，在利用压缩机转子44来压缩空气之后，压缩后的空气可以流过所述静止结构。扩散器46定位于压缩机转子44上方和周围。垫板48定位成邻近于扩散器46上的叶片，并且含有移动穿过扩散器46上的叶片的空气。离开扩散器46的空气可以通过压缩机排气口42离开压缩机区段12。

第一涡轮区段14包括第一涡轮进气口壳体24、第一涡轮排气口壳体26、第一涡轮进气口50、第一涡轮排气口52以及第一涡轮转子54。第一涡轮进气口壳体24包括第一涡轮进气口50，并且第一涡轮排气口壳体26包括第一涡轮排气口52。第一涡轮转子54在第一涡轮进气口壳体24与第一涡轮排气口壳体26之间延伸。使空气进入第一涡轮进气口50，并且将空气穿过风道送到第一涡轮排气口52，所述风道形成于第一涡轮进气口壳体24与第一涡轮排气口壳体26之间。第一涡轮转子54定位于第一涡轮区段14中，并且被安装成可与轴杆18一起旋转。第一涡轮转子54将从穿过第一涡轮区段14的空气中提取能量，以便驱使轴杆18进行旋转。

第二涡轮区段16包括第二涡轮进气口壳体30、第二涡轮排气口壳体32、第二涡轮进气口60、第二涡轮排气口62以及第二涡轮转子64。第二涡轮进气口壳体30包括第二涡轮进气口60，并且第二涡轮排气口壳体32包括第二涡轮排气口62。第二涡轮转子64在第二涡轮进气口壳体30与第二涡轮排气口壳体32之间延伸。使空气进入第二涡轮进气口60，并且将空气穿过风道送到第二涡轮排气口62，所述风道形成于第二涡轮进气口壳体30与第二涡轮排气口壳体32之间。第二涡轮转子64定位于第二涡轮区段16中，并且被安装成可与轴杆18一起旋转。第二涡轮转子64将从穿过第二涡轮区段16的空 气中提取能量，以便驱使轴杆18进行旋转。

空气循环机10还包括第一轴颈轴承70和第二轴颈轴承72。第一轴颈轴承70围绕轴杆18的处于第一涡轮进气口壳体24中的第一末端来定位。第二轴颈轴承72围绕轴杆18的处于压缩机壳体20中的第二末端来定位。当轴杆18在空气循环机10中旋转时，第一轴颈轴承70和第二轴颈轴承72支撑轴杆18。在组装空气循环机10时，将第一轴颈轴承70和第二轴颈轴承72对准，从而使得轴杆18可围绕轴线A旋转。

图2A是扩散器46的透视图。图2B是扩散器46的侧视图。扩散器46包括圆盘部分80、轮毂部分82、孔84、叶片86、紧固件孔88、销孔90、正时销92以及安装凸缘94。

扩散器46包括圆盘部分80和轮毂部分82。圆盘部分80是扩散器46的平坦部分，这个部分从轮毂部分82径向向外延伸。轮毂部分82具有延伸穿过轮毂部分82的中心的孔84。可以将扩散器80的孔84定位于在轴杆上方，以便将扩散器46安装于空气循环机10中。

叶片86安装在扩散器46的圆盘部分80上。每个叶片86在圆盘部分80上定位成离相邻叶片86有一定距离，从而使得空气可以在叶片86之间流动。紧固件孔88延伸穿过扩散器46的叶片86和圆盘部分80。一个紧固件孔88延伸穿过每个叶片86。紧固件孔88是开口，可以将紧固件定位于这些开口中以便将扩散器46安装于空气循环机10中。

销孔90在邻近于一个紧固件孔88处延伸穿过扩散器46的一个叶片86和圆盘部分80，如图2A中所看到的。销孔90是一个开口，可以将正时销92定位于这个开口中，如图2B中所看到的。正时销92定位于销孔90中，并且相对于扩散器46在轴向向前和轴向向后方向上延伸。在空气循环机10中安装扩散器46时，使用正时销92来确定扩散器46的方位。扩散器46也包括处于轮毂部分82的径向 外表面上的安装凸缘94。安装凸缘94在轮毂部分82上定位成邻近于圆盘部分80。安装凸缘94用来将扩散器46安装于空气循环机10中。

图3A是对准工具100的透视图。图3B是沿图3A的线3B-3B所截取的对准工具100的横截面图。对准工具100包括圆柱形部分102、末端部分104、开口106、销孔108、第一表面110、第二表面112以及第三表面114。

在组装空气循环机10时，使用对准工具100来将空气循环机10中的扩散器46对准。对准工具100包括圆柱形部分102和末端部分104。圆柱形部分102是从末端部分104轴向延伸出去的环形部分。末端部分104是在中心处有一个开口的平坦部分。对准工具100还包括处于圆柱形部分102中的开口106。包括开口106是为了减小对准工具100的重量，以便使对准工具100更易于操纵。对准工具100还包括处于末端部分104上的销孔108。销孔108的大小被设定来接收扩散器46的正时销92。

对准工具100包括第一表面110、第二表面112和第三报名114。第一表面110是圆柱形部分102的具有环形形状的径向内表面。第二表面112也是圆柱形部分102的具有环形形状的径向内表面。第二表面112定位成邻近于末端部分104，并且第一表面110定位成轴向远离末端部分104。第一表面110和第二表面112具有不同直径，其中第一表面110的直径大于第二表面112的直径。这在第一表面110和第二表面112之间产生台阶。当对准工具100放置于扩散器46上方时，第一表面110环绕密封板22的径向外表面，并且所述台阶可以靠在密封板22的一个面上。第三表面114定位于末端部分104的径向内边缘上，并且具有环形形状。第三表面114的直径小于第一表面110和第二表面112的直径。

图4A是用来在空气循环机10中安装扩散器46的对准工具100 的透视图。图4B是定位于空气循环机10中的扩散器46上方的对准工具100的透视图。空气循环机10包括轴杆18、压缩机壳体20(图4A至图4B中未展示)、密封板22、第一涡轮进气口壳体24、压缩机转子44(图4A至图4B中未展示)、扩散器46、垫板48以及第一轴颈轴承70(图4A至图4B中未展示)。扩散器46包括叶片86、紧固件孔88、正时销92和安装凸缘94。图4A至图4B还展示包括销孔108、第一表面110、第二表面112以及第三表面114的对准工具100。

在组装许多其它部件之后，将扩散器46安装于空气循环机10上。首先，将第一涡轮进气口壳体24和第一轴颈轴承70定位于轴杆18上。如图1A至图1B中所看到的，第一轴颈轴承70定位于第一涡轮进气口壳体24和轴杆18之间。

接下来，将密封板22放置于轴杆18上，并且定位成邻接第一涡轮进气口壳体24。在组装空气循环机10之前，将密封板22和第一涡轮进气口壳体24用销进行匹配。当在组装空气循环机10的过程中抵靠第一涡轮进气口壳体24来定位密封板22时，可以通过将这些销对准来将密封板22与第一涡轮进气口壳体24对准。在将密封板22和第一涡轮进气口壳体24对准之后，将它们紧固在一起。

在安装密封板22之后，将压缩机转子44定位于轴杆18上。压缩机转子44可与轴杆18一起旋转，且并未紧固在适当位置。

在安装压缩机转子44之后，可以将安装板48放置于轴杆18上，并且定位成邻接密封板22。当空气循环机10已完全组装时，安装板48定位于密封板22与扩散器46之间。

接下来，将扩散器46放置于轴杆18上和压缩机转子44上方，并且定位成邻接垫板48和密封板22。扩散器46包括从扩散器46轴向向前且轴向向后延伸的正时销92。当扩散器46放置于轴杆18上时，正时销92的第一末端可以延伸到密封板22中的销孔中，以便使扩散器46中的紧固件孔88与密封板22中的紧固件孔对齐。正时销 92的第二末端将从扩散器46轴向向外延伸。为了在空气循环机10中恰当对准扩散器46，可以将对准工具100放置于扩散器46的上方和周围。

如图4A中所看到的，将对准工具100定位成使得对准工具100中的销孔108放置于扩散器46的正时销92上方。当对准工具100放置于扩散器46上方时，如图4B中所看到的，对准工具100的第一表面110将环绕密封板22的径向外表面。这允许对准工具100的第一表面110将空气循环机10中的密封板22对准。对准工具100的第二表面112将环绕扩散器46的叶片86。对准工具100的第三表面114将环绕扩散器46的安装凸缘94的径向外表面。这允许对准工具100的第三表面114将空气循环机10中的扩散器46对准。对准工具100的第一表面110和第三表面114将会一起将密封板22和扩散器46分别加以对准。对准工具100的第一表面110和第三表面114的直径是精密制造的，从而使得这两个表面的直径分别与密封板22的径向外表面和扩散器46的安装凸缘94的径向外表面的直径大致上相同。精密制造可以包括机械加工过程，或可重复产生具有低公差和精密尺寸的零件的任何其它过程。精密制造对准工具100的第一表面100和第三表面114，会允许对准工具100的第一表面110和第三表面114分别与密封板22的径向外表面和扩散器46的安装凸缘94的径向外表面形成紧密配合。这将使扩散器46与密封板22在空气循环机10中精确对准。当对准工具100定位于扩散器46和密封板22上方时，可以通过扩散器46中的两个紧固件孔88和密封板22中的两个紧固件孔将紧固件放置成彼此相对。这会将扩散器46和密封板22固定在一起。在将扩散器46和密封板22对准并且紧固在一起之后，可以移除对准工具100。

在移除对准工具100之后，可以将压缩机壳体20放置于轴杆18上以及扩散器46和板22上方。压缩机壳体20上的第一凸缘将会放置于密封板22的径向外表面上方。压缩机壳体20上的第二凸缘将会放置于扩散器46的安装凸缘94的径向外表面上方，以便邻接扩散器 46。压缩机壳体20的第一凸缘是精密制造的，以便紧密匹配密封板22的径向外表面的直径。这允许压缩机壳体20与密封板22精确对准。压缩机壳体20的第二凸缘也是精密制造的，以便紧密匹配扩散器46的安装凸缘94的径向外表面的直径。这允许压缩机壳体20与扩散器46精确对准。当压缩机壳体20精确对准时，可以利用紧固件将其紧固到密封板22和扩散器46，这些紧固件延伸穿过密封板22中的其余紧固件孔、穿过扩散器46中的其余紧固件孔88，并且延伸到压缩机壳体20的第二凸缘中的紧固件孔中。

总体而言，对准工具100是具有成本效益的工具，其可以用来将空气循环机10中的扩散器46对准。第一，使用对准工具100消除了在组装空气循环机10之前将扩散器46和密封板22用销进行匹配的需要。这会从组装过程中消除一些步骤，从而使组装过程更快并且更具成本效益。第二，通过消除销连接过程，不再需要向空气循环机10增加销或其它额外零件，从而降低空气循环机10的复杂性。第三，使用对准工具100允许在制造扩散器46时存在更大公差。扩散器46并不需要精密制造来确保扩散器46将会与密封板22和压缩机壳体20对准。这会降低制造扩散器46的成本，并且使扩散器46更易于生产。

可能实施方案的论述

以下是本发明的可能实施方案的非排他性描述。

一种在空气循环机中安装扩散器的方法包括：将第一壳体放置于轴杆上；将密封板放置于所述轴杆上；将扩散器放置于所述轴杆上；利用对准工具将所述扩散器和所述密封板对准，其中所述对准工具具有用来与所述密封板的径向外表面对准的第一环形表面和用来与所述扩散器上的环形凸缘对准的第二环形表面；将所述扩散器紧固到所述密封板；以及，从所述扩散器和所述密封板处移除所述对准工具。

另外和/或可选地，上一段的方法任选地包括以下特征、构造和/ 或额外部件中的任何一个或多个：

所述方法还包括：利用销将所述密封板和所述第一壳体对准；以及，将所述密封板紧固到所述第一壳体。

所述方法还包括在所述密封板与所述扩散器之间将转子定位于所述轴杆上。

所述方法还包括：将第二壳体放置于所述轴杆上以及所述扩散器和所述密封板上方；将所述第二壳体上的第一凸缘与所述密封板的径向外表面对准；将所述第二壳体上的第二凸缘与所述扩散器上的安装凸缘的径向外表面对准；以及，将所述第二壳体紧固到所述扩散器和所述密封板。

所述方法还包括通过所述密封板中的销孔将正时销放置于所述扩散器中，以便使所述扩散器中的紧固件孔与所述密封板中的紧固件孔对齐。

所述对准工具的所述第一环形表面的直径大致上等于所述密封板的所述径向外表面的直径。

所述对准工具的所述第二环形表面的直径大致上等于所述扩散器的所述安装凸缘的径向外表面的直径。

将所述扩散器紧固到所述密封板包括：通过所述扩散器中的两个紧固件孔和所述密封板中的两个紧固件孔来放置两个紧固件，其中所述两个紧固件定位成跨所述扩散器和所述密封板彼此相对。

一种可以用来在空气循环机中安装扩散器的对准工具包括：具有圆柱形部分和末端部分的主体；处于所述圆柱形部分的径向内部面上的第一表面，其定位成轴向远离所述末端部分；处于所述圆柱形部分的所述径向内部面上的第二表面，其定位成邻近于所述末端部分；以及处于所述末端部分的径向内边缘上的第三表面。

另外和/或可选地，上一段的对准工具任选地包括以下特征、构造和/或额外部件中的任何一个或多个：

所述第一表面的直径大于所述第二表面的直径。

所述第一表面被构造成直径与所述空气循环机中的密封板的径向外表面的直径大致相等。

所述第三表面被构造成直径与所述空气循环机中的所述扩散器上的凸缘的径向外表面的直径大致相等。

所述第一表面和所述第三表面是精密制造的。

所述对准工具还包括处于所述对准工具的所述圆柱形部分中的多个开口。

所述对准工具还包括处于所述对准工具的所述末端部分中的孔，其被构造来接收正时销。

虽然已经参照示例性实施方案来描述本发明，但是本领域的技术人员应当了解，在不背离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变并且可用等效物取代其要素。另外，在不背离本发明的基本范围的情况下，可以做出许多修改来使具体的情况或材料适应本发明的教义。因此，旨在使得本发明不限于所公开的具体实施方案，而是本发明将包括落在所附权利要求书的范围内的所有实施方案。