专利名称：用于加热器的连接器的制作方法
技术领域：
本发明的完成得到政府的支持，见美国海军部授权号N00019-02-C3003。政府对本发明享有一定的权利。
背景技术：
本发明通常涉及一种涡轮发动机，更具体的讲，涉及一种用于涡轮发动机的进气壳体的内部支杆的加热器的连接器。
一些燃气轮机，特别是用在军用航空器上的燃气轮机，包括有在风扇前部的进气壳体中的进气支杆，这就可能导致冰雪积累在进气支杆上从而影响燃气轮机的操作。鉴于此问题，本发明的受托人发明了一种用于进气支杆的加热系统，该加热系统包括一个柔性的聚合体衬垫，该衬垫具有形成在其中的多个金属电子线路或加热单元。该衬垫被安装在进气支杆周围。电流通过加热单元在衬垫里产生热量，所述热量用于融化堆积在支杆上的冰雪。
发明内容
本发明提供一种与用于进气支杆的加热系统一起使用的连接器，所述连接器包括一个具有锥形前端和对应后端的本体。锥形前端的外表面具有多个前接线端子。本体的后端具有多个后接线端子，所述前接线端子与后接线端子之间电连接。
锥形端部上的前接线端子与多个电触头接触，这些电触头连接到加热衬垫内部的加热元件。加热衬垫完全包围连接器，加热衬垫位于一个实质上刚性的外壳内。
当所述壳体和加热衬垫被装配到进气支杆上时，连接器的后接线端子与形成于进气支杆内的插孔电接触。加热器衬垫的电能这样被提供，即从进气支杆上的插孔通过连接器到加热器衬垫上的加热单元。
参考下面的结合附图的详细说明可以得知本发明的其他优点，其中图1是可以应用本发明的燃气轮机的剖视图。
图2是具有加热系统的进气支杆和进气壳体的分解透视图。
图3是图2在装配位置时，穿过壳体，加热器衬垫，连接器和进气支杆的剖视图。
图4是连接器的后透视图。
图5是加热器衬垫部分展开时的透视图。
图6是图5所示加热器衬垫上的接头和电触头的放大的后透视图。
图7是在壳体和加热器内部的连接器的放大的剖视图。
图8是图2所示的加热系统在模子上加工时的剖视图。
图9是图7所示插孔的透视图。
图10是另一加热器衬垫的透视图。
图11显示的是图10所示的加热器衬垫连接到另一连接器。
图12是图11所示连接器和加热衬垫的剖视图。
具体实施例方式
附图1显示了一个用于产生能量或推进力的燃气轮机10，诸如气体涡轮机，燃气轮机10以发动机中心线或轴向中心线12为中轴线圆周布置。发动机10包括一个风扇14，压缩机16，燃烧部18和轮机11。众所周知，压缩机16里的压缩空气与燃料混合后在燃烧部18里燃烧并在轮机11中膨胀。轮机11包括转子13和15，转子13和15因膨胀而转动并驱动压缩机16和风扇14。轮机11包括相互交错的多行轮机工作叶片20和导向叶片19。风扇14被进气壳体24环绕包围，所述进气壳体由多个进气支杆26支撑，支杆26固定在进气壳体24内部、风扇14前面。每个进气支杆26都被加热系统28包围。图1只是一个为达到说明目的示意图而非对本发明的限制。本发明还可以应用在用于产生能量的燃气轮机，航空器等领域。另外，还有多种可以从本发明未直接显示的方案中获益的燃气轮机。
图2是具有一个进气支杆26和加热系统28的分解透视图。加热系统28通常包括一个加热器衬垫30，加热器衬垫30里有多个电加热元件32。通常，加热器衬垫30是一个柔性聚合体，诸如Kapton，加热元件32可以是通过粘合或插入模塑到Kapton而连接到加热器衬垫30上的金属片，作为一种选择，加热元件32可以通过溅镀沉积在加热器衬垫30上。加热元件32可以是钛，铜或其他合适的金属。加热器衬垫30被折叠，形成一个折叠状的前端部34和一个开口的后端部36。一个定位在加热器衬垫30的前端部34的电子连接器38被电连接到加热元件32。一个合成的外壳40在加热器衬垫30外形成。外壳40可以是由多层组成的复合结构，加热器衬垫30只是外壳中一层。
进气支杆的前端包括一个插孔46或其他与加热系统28的电连接器38互补的电连接器。电力通过穿越进气壳体24而进入与插孔46连接的进气支杆26的电线48供应到插孔46和连接器38。
图2以分解图的形式对加热系统28进行了说明，但加热系统28在运送和安装时要将加热器衬垫30和外壳40连接起来。装配时，通过将进气支杆26插入到加热器衬垫30的后开口端36，加热系统28被滑动到进气支杆26上，直到如图3所示，电连接器38与进气支杆26上的插孔46电连接。外壳40前端部的填充物50可以支撑进气支杆26，这样可以提高加热系统28的稳定性。加热系统28也可以通过粘接或紧固装置进一步固定在进气支杆26上。加热系统28(也就是外壳40，带有加热元件32和电连接器38的加热器衬垫30)可以被安装在进气支杆26上，也可以从进气支杆26上取下或更换。
图4是图2-3所示的连接器38的后透视图。连接器38包括一个本体56，本体56优选由不导电的聚合体或复合材料制成。本体56包括一个锥形的前端部58，前端部58有弧形的成角度的外表面60。其中一个外表面60上形成多个前接线端子62。每个前接线端子62与多个后接线端子64之一电连接，后接线端子64形成于电连接器38的本体56的后端部66上。在上述实施例中，前接线端子62和后接线端子64形成在多个导电金属插孔68(只示出其一)的两端，金属插孔68被插入模塑到电连接器38的本体56中。
图5是加热器衬垫30部分展开时的透视图。如图所示，加热器衬垫30包括一个从加热器衬垫30的其余部分向上凸出的连接接头74。为简单起见，图5中没有表示出加热元件32，但图6是图5所示加热器衬垫30的连接接头74的放大的后透视图，如图所示，电加热单元32通向连接接头74并与连接接头74上的多个电触头76电连接。加热元件32和电触头76之间不必是一对一的关系。
图6，7和8说明了图4所示的连接器38和图5-6所示的加热器衬垫30如何被用于组成图2-3所示的加热系统28。先看附图6，加热器衬垫30的连接接头74首先如图6中箭头所示向内折叠到加热器衬垫30的内部，以至于触头76被暴露到加热器衬垫30的内部，即如图7所示。
参考图7和8，连接器38被放入模子49上拐角部的凹处，加热器衬垫30被包围在连接器38和模子49周围，连接器38从而插入加热器衬垫30内部的前端34，直到连接器38的前接线端子62与触头76电接触。连接器38的具有弧形并成角度的外表面60的锥形前端部58可靠地与加热器衬垫30的地前端部34配合。连接器38可以通过焊接，铜焊，软焊、低温焊接，机械弯边/钉，导电胶与加热器衬垫30连接在一起。如公知的制造多层复合材料元件一样，外壳40在加热器衬垫30之上形成。图示的是加热器衬垫30位于外壳体40的最里层，但加热器衬垫30也可以是(外壳体40的)中间层之一。然后，模子49从外壳40、加热器衬垫30和连接器38上取下，留下成形的加热系统38。
在模子49取下以后，电连接器38以下，以及外壳40和进气支杆26之间(之前被模子占用)的空间可以用填充物50填充，填充物50可以是聚合体，复合材料，聚合体泡沫塑料或如图3所示的其他物质。填充物50增加了加热系统28的强度和耐用性。电连接器38和插孔46位于进气支杆26和加热系统28的上端，但也可以位于沿着进气支杆26的任一处。
图4中连接器38内部的插口68之一如图9所示，插口68通常是一金属导电管，所述金属导电管一端变平形成前接线端子62，另一端保持圆形开口形成后接线端子64。插口68也可以被弯曲或成型以适当地将前接线端子62和后接线端子64定位。前接线端子62和后接线端子64也可以以其他方式提供。
图10到图12说明了实现加热器衬垫30电连接的另一种方式，简单起见，电加热元件没有显示。
参照附图10，另一加热器衬垫30’包括从加热器衬垫30’的其余部分(remainder)向上凸出的连接接头74’，连接接头74’的一端形成多个电触头76’。连接接头74’是柔性的。在图10中，连接器38’没有显示，但是如图11所示，连接接头74’被显示折叠两次，因为连接接头74’要安装在连接器38’内部。参照图11，连接器38’包括一个位于前部部件59’后的、与中部部件60’相对应的、可拆卸的中部61’。
为了使连接器38’与电触头76’连接，首先从连接器38’上拆下可拆卸中部61’。然后将连接接头74’折叠，使其位于连接器38’的中部部件60’之上，连接接头74’与电触头76’被向后折叠。可拆卸部中部61’又回到连接接头74’之上的连接器38’处，从而保持位于连接器38’之内的连接接头74’。中部61’可以卡扣配合或摩擦配合，或者稍微宽松的保持在连接器38’里。
图12是图11中中部部件61’被插入后，沿线12-12的剖视图，如图12所示，电触头76’与被模压于连接器38’内的插口68’电连接。同样，连接器38’可以通过焊接，铜焊，软焊、低温焊接，机械压制/钉，导电胶与加热器衬垫30’连接。图12中所示的组合件之后将被放入模子49中，并被外壳体40包裹，如第一实施例中图7和图8所示。图10-12中的连接器38’和加热器衬垫30’可以用来替换图1-9中的连接器38和加热器衬垫30。
依照专利法意义上的类似上述描述的结构都可作为本发明的具体实施例。然而，值得注意的是，本发明可以在不脱离本发明的精神和范围内以其他方式实现。在技术方案的方法步骤里，有包括文字与数字的标记供方便参考，没有指出在该方法步骤的执行过程中所需的顺序，除非在技术方案中另外限定。
权利要求
1.一种连接器，包括具有前锥形端部和后端部的本体，所述锥形端部包括一个外表面；多个分布在所述锥形端部上的前接线端子；以及多个分布在本体后端部上的后接线端子，后接线端子与前接线端子之间电连接。
2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于所述锥形端部的外表面包括一对成角度的表面。
3.如权利要求2所述的连接器，其特征在于所述的多个前接线端子被制造在所述一对成角度的表面的其中之一上。
4.如权利要求3所述的连接器，其特征在于所述的一对成角度的表面是凸面。
5.如权利要求1所述的连接器，其特征在于所述锥形端部包括一个可拆卸部分，所述可拆卸的部分可拆卸地安装在前接线端子上。
6.如权利要求1所述的连接器和一种加热器，所述加热器与连接器上的多个前接线端子电连接。
7.如权利要求6所述的连接器和加热器，其特征在于加热器完全包围连接器。
8.如权利要求7所述的连接器和加热器，其特征在于加热器包括多个电加热单元，每个电加热单元与多个前接线端子中至少一个连接。
9.如权利要求8所述的连接器和加热器，其特征在于所述多个电加热单元包括直接与连接器前接线端子接触的多个触头。
10.如权利要求6所述的连接器和加热器，其特征在于所述加热器包括一个壳体，连接器固定于壳体中。
11.如权利要求10所述的连接器和加热器，其特征在于所述壳体包括一对分开的在前端部连接在一起的壁，连接器固定于壳体的前端部。
12.如权利要求11所述的连接器和加热器，其特征在于所述壳体是一个复合材料的壳体，所述加热器包括一个是壳体中一层的加热器衬垫。
13.安装在涡轮发动机构件上的如权利要求6所述的连接器和加热器。
14.如权利要求13所述的连接器、加热器和涡轮发动机构件，其特征在于涡轮发动机构件是支杆。
15.一种包括权利要求14所述的连接器、加热器和支杆的涡轮发动机，其特征在于所述支杆是一个进气壳体的内部支杆。
16.一种用于涡轮发动机支杆的加热器，包括一加热单元；和一个与加热单元连接的连接器，连接器在其后端部具有一个触头，该触头用于与涡轮发动机支杆上的一互补的连接器配合。
17.如权利要求16所述的加热器，其特征在于所述加热单元是布置在一对分开的、在前端部连接在一起的壁上的多个加热单元之一。
18.如权利要求17所述的加热器，其特征在于所述连接器布置在所述一对壁的前端部。
19.如权利要求18所述的加热器，其特征在于所述加热元件是一个电加热元件。
20.一种制造用于涡轮发动机支杆的加热系统的方法，包括下列步骤a)将连接器与模子相邻；b)在模子上放置多个加热单元；c)将多个加热单元与连接器连接；d)在连接器和模子之上形成一个外壳；以及e)从外壳上取下模子。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于在步骤d)中，至少外壳体的一部分位于多个加热单元之上。
全文摘要
一种与用于进气支杆的加热系统一起使用的连接器，所述连接器包括一个具有锥形前端和对应后端的本体。锥形前端的外表面具有多个前接线端子，本体的后端具有多个后接线端子，所述前接线端子与后接线端子之间电连接。锥形端部上的前接线端子与加热衬垫内部的加热元件通过电触头接触，加热衬垫完全包围连接器，加热衬垫充分地位于一个刚性外壳内。
文档编号H01R4/50GK1933243SQ200610151349
公开日2007年3月21日 申请日期2006年7月25日 优先权日2005年9月7日
发明者P·E·亚历山大, D·R·利德斯, J·冯特尔, G·A·萨利斯博里 申请人:联合工艺公司