用于机舱空气压缩机的电机壳体组件的制作方法

背景技术：
本文公开的主题总体涉及飞机环境控制，并且更具体地，涉及用于飞机环境控制系统的机舱空气压缩机电机的电机壳体组件。在各种类型的飞机上使用环境控制系统(ECS)以用于一些目的，诸如用于飞机的冷却系统中。例如，ECS的部件可以用来从各种飞机润滑和电气系统移除热量和\/或用于调节飞机机舱空气。机舱空气调节器包括来自外部源或者冲压空气系统的一个或多个机舱空气压缩机(CAC)，所述机舱空气压缩机压缩进入系统的空气。压缩空气被输送至环境控制系统，以使压缩空气达到所需温度以用于输送至飞机机舱。在通过机舱之后，空气通常被排出至外部。CAC通常由风冷式电动机驱动。电动机包括被包封在电机壳体中的电机定子和电机转子。通过电机壳体的不充分冷却流可降低电机部件的使用寿命。被用来冷却电机的空气中的水分可取决于飞机上的CAC的取向，作为冷凝物而收集。摄入足够大的量的冷凝物可不利地影响电机性能。

技术实现要素：
根据本发明的一个方面，提供一种用于机舱空气压缩机组件的电机壳体组件。电机壳体组件包括中心主体部分、第一末端部分和第二末端部分。中心主体部分具有被配置来接纳电动机的内腔。第一末端部分包括第一电机冷却入口管道和第二电机冷却入口管道。第二末端部分包括被配置来与机舱空气压缩机组件的出口壳体连接的凸缘。中心主体部分中心线被轴向地限定在第一末端部分与第二末端部分之间。电机冷却管道中心线被限定在第一电机冷却入口管道与第二电机冷却入口管道之间并且垂直于中心主体部分中心线。第一距离被限定在第一电机冷却入口管道与第二电机冷却入口管道的外边缘之间。第二距离被限定在凸缘的外部面与中心主体部分中心线和电机冷却管道中心线的交叉处之间。第一距离与第二距离的比率介于1.29与1.3之间。根据本发明的另一个方面，提供一种将电机壳体组件安装在机舱空气压缩机组件中的方法。电机壳体组件的凸缘与机舱空气压缩机组件的出口壳体对准，从而使得电机壳体组件的中心主体部分中心线与机舱空气压缩机组件的旋转轴线轴向对准。电机冷却管道中心线被限定在电机壳体组件的第一电机冷却入口管道与第二电机冷却入口管道之间并且垂直于中心主体部分中心线。第一距离被限定在第一电机冷却入口管道与第二电机冷却入口管道的外边缘之间。第二距离被限定在凸缘的外部面与中心主体部分中心线和电机冷却管道中心线的交叉处之间。第一距离与第二距离的比率介于1.29与1.3之间。凸缘被紧固至出口壳体。电动机被插入到电机壳体组件的内腔中。本发明的其它方面、特征和技术将从以下结合附图进行的描述变得更加明显。附图说明在本说明书的结论处的权利要求书中具体指出并明确主张被认为是本发明的主题。本发明的前述和其它特征以及优点根据以下结合附图进行的详细描述是明显的，在附图中，相同的元件在一些图中被编为相同的编号：图1为根据本发明的一个实施方案的机舱空气压缩机组件的局部剖面图；图2为根据本发明的一个实施方案的图1的机舱空气压缩机组件的电机壳体组件的透视图；图3为根据本发明的一个实施方案的图2的电机壳体组件的剖面图；图4为根据本发明的一个实施方案的图2的电机壳体组件的透视图；图5为根据本发明的一个实施方案的图2的电机壳体组件的透视图；图6为根据本发明的一个实施方案的被连接到图2的电机壳体组件的电机冷却入口管道的管道插塞组件的局部透视图；并且图7为根据本发明的一个实施方案的被连接到图2的电机壳体组件的电机冷却入口管道的图6的管道插塞组件的剖面图。具体实施方式参考附图，图1是机舱空气压缩机(CAC)组件12的剖面图，所述CAC组件可以用于飞机的环境控制系统100。CAC组件12压缩在压缩机入口16处接纳的气流14。CAC组件12包括电机壳体组件10，所述电机壳体组件10连接到出口壳体11和入口壳体13。电机壳体组件10被配置来接纳CAC电机18，所述CAC电机18经由拉杆20和止推轴19可操作地连接到CAC组件12的压缩机转子32。止推轴19和拉杆20都沿着旋转轴线X对准。CAC电机18是电动机并且包括转子22和定子24，所述转子22和定子24都沿着旋转轴线X对准。转子22可操作地连接到拉杆20，所述拉杆20纵向延伸通过转子22以用于压缩机转子32的旋转。定子24大体径向布置在电机壳体组件10内的转子22的外侧。而且，定子24包括从定子24的末端大体轴向延伸的多个定子末端绕组26。在一个实施方案中，压缩机转子32可操作地连接到拉杆20并且通过CAC电机18驱动以绕旋转轴线X旋转。驱动的压缩机转子32压缩气流14以在压缩机出口36处提供压缩气流34。CAC组件12还包括一个或多个止推轴承28和一个或多个轴颈轴承30以支撑转子22的旋转。为防止CAC电机18过热，经由电机壳体组件10的第一末端部分42处的电机冷却入口管道40供应电机冷却流38。第一末端部分42直接与电机壳体组件10的第二末端部分44相对，CAC组件12的出口壳体11布置在所述第二末端部分44处。电机冷却流38在冷却流出口46处离开。类似地，轴承冷却入口48供应用于冷却轴承28、30的冷却流并且通过冷却流出口46离开电机壳体组件10。在一个实施方案中，入口壳体13的电机冷却供应管道50使用例如管(未描绘出)向电机冷却入口管道40供应电机冷却流38。取决于CAC组件12的安装取向，冷凝物可在电机冷却供应管道50与电机冷却入口管道40之间收集。实施方案提供用于电机壳体组件10的多种安装选择以便减少潜在的冷凝物收集位置，从而使得适合的冷却流可被建立用于CAC电机18而没有从冷凝物摄入大体积的水的风险。图2是根据一个实施方案的图1的CAC组件12的电机壳体组件10的透视图。在图2的实例中，电机壳体组件10包括在第一末端部分42处的被描绘为第一电机冷却入口管道40A和第二电机冷却入口管道40B的一对冷却入口管道。取决于电机壳体组件10的安装取向，第一电机冷却入口管道40A或第二电机冷却入口管道40B可接纳来自图1的电机冷却供应管道50的图1的电机冷却流38。电机壳体组件10还包括具有内腔54(图3)的中心主体部分52，所述中心主体部分52被配置来接纳图1的CAC电机18。电机壳体组件10的第二末端部分44包括凸缘56，所述凸缘56被配置来与图1的CAC组件12的出口壳体11(图1)连接。图3为根据一个实施方案的电机壳体组件10的剖面图。中心主体部分中心线CL1被轴向地限定在第一末端部分42与第二末端部分44之间。电机冷却管道中心线CL2被限定在第一电机冷却入口管道40A与第二电机冷却入口管道40B之间。电机冷却管道中心线CL2垂直于中心主体部分中心线CL1。在一个实施方案中，大约11.05英寸(28.067厘米)的第一距离D1被限定在第一电机冷却入口管道40A与第二电机冷却入口管道40B的外边缘58之间。大约8.525英寸(21.654厘米)的第二距离D2被限定在凸缘56的外部面60与中心主体部分中心线CL1和电机冷却管道中心线CL2的交叉处62之间。在一个实施方案中，第一距离D1与第二距离D2的比率介于1.29与1.3之间。第一电机冷却入口管道40A和第二电机冷却入口管道40B各自具有内边缘64。在一个实施方案中，大约1.65英寸(4.191厘米)的第三距离D3被限定在对于第一电机冷却入口管道40A和第二电机冷却入口管道40B的每一个的外边缘58与内边缘64之间。在一个实施方案中，第一距离D1与第三距离D3的比率介于6.67与6.73之间。第一电机冷却入口管道40A和第二电机冷却入口管道40B各自具有大约2.7475英寸(6.979厘米)的内径作为第四距离D4。在一个实施方案中，第四距离D4与第三距离D3的比率介于1.65与1.68之间。图4为根据一个实施方案的在第二末端部分44处的电机壳体组件10的透视图。凸缘56可被视作具有四个象限，所述四个象限包括彼此相对的包括第一半径R1的第一象限66和第三象限70。凸缘56的第二象限68和第四象限72彼此相对并且各自在第一半径R1与第二半径R2之间交替。如在图2的实例中所描绘的，第一半径R1大于第二半径R2。第一象限、第二象限、第三象限和第四象限66-72各自跨越大约90度的角度Θ1。第二象限68和第四象限72各自包括在第一半径R1与第二半径R2之间形成的多个凸缘插片74。凸缘插片74被设定大小以便使得凸缘56上的紧固件模型76能够旋转。紧固件模型76包括多个孔，通过所述多个孔诸如螺栓的紧固件能够将电机壳体组件10连接到图1的出口壳体11。如在图5的实例中所描绘的，紧固件模型76能够相对于图4的构造被旋转直到大约9度的角度Θ2以便支持另外的安装选择。图6为根据一个实施方案的被连接到电机壳体组件10的电机冷却入口管道40的管道插塞组件80的局部透视图。在图6的实例中，管道插塞组件80被连接到第一电机冷却入口管道40A；然而，管道插塞组件80可以或者被连接到图2和图3的第二电机冷却入口管道40B。管道插塞组件80包括管道插塞82和连接组件84。管道插塞82可被安装在第一电机冷却入口管道40A或第二电机冷却入口管道40B。连接组件84将管道插塞82固定就位。在一个实施方案中，管道插塞82被安装在第一电机冷却入口管道40A或第二电机冷却入口管道40B中的任何电机冷却入口管道处，所述电机冷却入口管道不被配置来接纳来自图1的电机冷却供应管道50的图1的电机冷却流38。如在图7中最佳可见的，管道插塞82包括外边缘86，所述外边缘86被配置来与第一(或第二)电机冷却入口管道40A的外边缘58对准。管道插塞82具有插塞末端88，所述插塞末端88被配置来在内边缘64处密封第一(或第二)电机冷却入口管道40A。一个或多个O形环密封件90可被安装在管道插塞82与第一(或第二)电机冷却入口管道40A之间。在一个实施方案中，管道插塞82具有大约3.13英寸(7.95厘米)的插塞长度D5，所述插塞长度D5被限定在插塞末端88与插塞外边缘92之间。管道插塞82还具有大约1.63英寸(4.14厘米)的插塞插入长度D6，所述插塞插入长度D6被限定在插塞末端88与外边缘86之间。在一个实施方案中，插塞长度D5与插塞插入长度D6的比率介于1.91与1.93之间。参考图1-7，将电机壳体组件10安装在CAC组件12中的方法包括将电机壳体组件10的凸缘56与CAC组件12的出口壳体11对准，从而使得电机壳体组件10的中心主体部分中心线CL1与CAC组件12的旋转轴线X轴向对准。凸缘56被紧固至具有螺栓、螺钉等的出口壳体11。CAC电机18被插入到电机壳体组件10的内腔54中。压缩机转子32被连接到拉杆20和止推轴19。入口壳体13被连接到出口壳体11。管道插塞82可被安装在第一电机冷却入口管道40A或第二电机冷却入口管道40B中，其中管道插塞82的插塞末端88被配置来在内边缘64处密封第一电机冷却入口管道40A或第二电机冷却入口管道40B。虽然仅结合有限数量的实施方案对本发明进行了详细描述，但应易于理解，本发明不限于这些公开的实施方案。相反，可对本发明进行修改，以合并之前未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等效布置。另外，虽然已描述了本发明的各种实施方案，但应理解，本发明的各个方面可仅包括所述实施方案中的一些。因此，本发明并不被视为受限于前面的描述，而是仅受限于所附的权利要求书的范围。