用于電動機驅(qū)動壓縮機的壓縮機擴散器和護罩的制作方法
【專利摘要】一方面包括一種用于電動機驅(qū)動壓縮機組件的壓縮機擴散器和護罩。所述電動機驅(qū)動壓縮機組件包括第一級壓縮機和第二級壓縮機。所述第一級壓縮機的所述壓縮機擴散器和護罩包括擴散器部分、壓縮機進氣口部分以及護罩部分。所述擴散器部分包括擴散器部分外唇緣，所述擴散器部分外唇緣具有第一密封唇緣外徑，以向第一級壓縮機殼體提供第一密封接口。所述壓縮機進氣口部分包括進氣口部分外唇緣，所述進氣口部分外唇緣具有第二密封唇緣外徑，以提供第二密封接口。所述護罩部分包括在所述擴散器部分外唇緣與所述進氣口部分外唇緣之間的，與第一級壓縮機轉(zhuǎn)子對準的彎曲部分，其中所述第一密封唇緣外徑與所述第二密封唇緣外徑之比在1.622與1.628之間。
【專利說明】用于電動機驅(qū)動壓縮機的壓縮機擴散器和護罩
[0001 ]發(fā)明背景
[0002]本文所公開的主題大體上涉及壓縮機，并且更具體地說，涉及一種用于飛機惰性氣體生成系統(tǒng)的電動機驅(qū)動壓縮機的壓縮機擴散器和護罩。
[0003]飛機通常包括用于生成惰性氣體以控制燃料箱易燃性的各種系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括例如氮氣生成系統(tǒng)，所述氮氣生成系統(tǒng)用來生成惰性氣體。通常，這種氮氣生成系統(tǒng)具有電動機，所述電動機耦接到一個或多個壓縮機級上以將空氣從機艙去除，以將所去除的空氣驅(qū)動進入熱交換器，并且用以繼續(xù)朝向排氣系統(tǒng)驅(qū)動所去除的空氣。電動機和壓縮機級統(tǒng)稱為電動機驅(qū)動壓縮機。
[0004]組裝電動機驅(qū)動壓縮機的過程通常耗時較長并且勞動強度較大，這是因為必須實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)零件的適當對準和間隙。作為一個實例，一種典型的組裝過程包括將靜態(tài)零件初始對準并且螺栓連接在一起，然后鉆孔和插入精細加工的對準銷。在放置銷之后，分解靜態(tài)零件，并且重新組裝包括靜態(tài)零件和活動零件兩者的電動機驅(qū)動壓縮機，其中所述銷實現(xiàn)精確的重新對準。這個過程為電動機驅(qū)動壓縮機將來的維修和使用維持精確對準;然而，初始的制造負擔較高。此外，靜態(tài)零件必須被設定尺寸來接收對準銷，這可能會影響系統(tǒng)重量并且要求精確的公差。
發(fā)明概要
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于電動機驅(qū)動壓縮機組件的壓縮機擴散器和護罩。所述電動機驅(qū)動壓縮機組件包括第一級壓縮機和第二級壓縮機。所述第一級壓縮機的所述壓縮機擴散器和護罩包括擴散器部分、壓縮機進氣口部分以及護罩部分。所述擴散器部分包括擴散器部分外唇緣，所述擴散器部分外唇緣具有第一密封唇緣外徑，以向第一級壓縮機殼體提供第一密封接口。壓縮機進氣口部分包括進氣口部分外唇緣，所述進氣口部分外唇緣具有第二密封唇緣外徑，以向第一級壓縮機殼體提供第二密封接口。所述護罩部分包括在所述擴散器部分外唇緣與所述進氣口部分外唇緣之間的，與第一級壓縮機轉(zhuǎn)子對準的彎曲部分，其中所述第一密封唇緣外徑與所述第二密封唇緣外徑之比在1.622與1.628之間。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種將壓縮機擴散器和護罩安裝在包括第一級壓縮機和第二級壓縮機的電動機驅(qū)動壓縮機組件中的方法。所述方法包括使用圓柱形對準工具來將壓縮機擴散器和護罩與電動機驅(qū)動壓縮機組件的軸承支撐板對準。所述方法還包括基于所述對準來將壓縮機擴散器和護罩與軸承支撐板耦接在一起，以相對于壓縮機擴散器和護罩密封第一級壓縮機殼體。壓縮機擴散器和護罩包括擴散器部分、壓縮機進氣口部分以及護罩部分。擴散器部分包括擴散器部分外唇緣，所述擴散器部分外唇緣具有第一密封唇緣外徑，以向第一級壓縮機殼體提供第一密封接口。壓縮機進氣口部分包括進氣口部分外唇緣，所述進氣口部分外唇緣具有第二密封唇緣外徑，以向第一級壓縮機殼體提供第二密封接口。所述護罩部分包括在所述擴散器部分外唇緣與所述進氣口部分外唇緣之間的，與第一級壓縮機轉(zhuǎn)子對準的彎曲部分，其中所述第一密封唇緣外徑與所述第二密封唇緣外徑之比在1.622與1.628之間。
[0007]本發(fā)明的其他方面、特征和技術(shù)將根據(jù)以下結(jié)合附圖進行的描述變得更加明顯。
[0008]附圖簡述
[0009]在本說明書所附的權(quán)利要求書中具體指出并明確主張被認為是本發(fā)明的主題。本發(fā)明的前述和其他特征以及優(yōu)點根據(jù)以下結(jié)合附圖進行的【具體實施方式】是明顯的，在附圖中，相同的元件在一些圖中被編為相同的編號:
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的電動機驅(qū)動壓縮機組件的截面圖；
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的圖1的電動機驅(qū)動壓縮機組件的壓縮機擴散器和護罩的透視圖；
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的圓柱形對準工具的透視圖，所述圓柱形對準工具可用來在組裝過程期間將圖2的壓縮機擴散器和護罩與圖1的電動機驅(qū)動壓縮機組件對準；
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的組裝過程期間的圖1的電動機驅(qū)動壓縮機組件的局部透視圖；以及
[0014]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的組裝過程期間的圖1的電動機驅(qū)動壓縮機組件的另一個局部透視圖。
【具體實施方式】
[0015]參見附圖，圖1是電動機驅(qū)動壓縮機組件10的截面圖，所述電動機驅(qū)動壓縮機組件10可用在惰性氣體生成系統(tǒng)諸如飛機的氮氣生成系統(tǒng)中。電動機驅(qū)動壓縮機組件10包括由電動機16驅(qū)動的第一級壓縮機12和第二級壓縮機14。電動機驅(qū)動壓縮機組件10壓縮在第一級壓縮機12的壓縮機擴散器和護罩20的壓縮機進氣口部分22處接收的氣流18。第一級壓縮機12還包括耦接到軸承軸26和系桿28上的第一級壓縮機轉(zhuǎn)子24，所述軸承軸26和系桿28圍繞電動機驅(qū)動壓縮機組件10的旋轉(zhuǎn)軸線X同心地對齊。系桿28還耦接到第二級壓縮機14的第二級壓縮機轉(zhuǎn)子30上。第二級壓縮機轉(zhuǎn)子30進一步耦接到推力軸32上，其中推力軸32和軸承軸26由電動機轉(zhuǎn)子34驅(qū)動以基于施加到電動機16的電動機定子36上的電流而圍繞旋轉(zhuǎn)軸線X旋轉(zhuǎn)。軸頸軸承38和40分別支撐軸承軸26和推力軸32的旋轉(zhuǎn)。軸承支撐板42使軸頸軸承38與旋轉(zhuǎn)軸線X同心地對齊。電動機殼體44使軸頸軸承40與旋轉(zhuǎn)軸線X同心地對齊，同時還容納電動機16。
[0016]在飛機的氮氣生成系統(tǒng)的實例中，氣流18可從飛機機艙接收并且可由第一級壓縮機轉(zhuǎn)子24壓縮，由壓縮機擴散器和護罩20的擴散器翼片46擴散，輸送穿過第一級壓縮機殼體48，傳遞到第二級壓縮機殼體50，并且進一步由第二級壓縮機14的第二級壓縮機轉(zhuǎn)子30壓縮。第二級壓縮機轉(zhuǎn)子30的壓縮流可由第二級壓縮機14的壓縮機擴散器和護罩54的擴散器翼片52擴散，輸送穿過第二級壓縮機殼體50，并且提供給空氣分離模塊(未描繪出)，以提取氮氣作為例如用于飛機的貨艙或燃料箱的惰性氣體。
[0017]壓縮機擴散器和護罩20相對于第一級壓縮機殼體48建立多個密封體以容納壓縮流。壓縮機擴散器和護罩20可使用多個緊固件56(諸如螺栓)耦接到軸承支撐板42上。壓縮機背板58插入在壓縮機擴散器和護罩20與軸承支撐板42之間。第二級壓縮機殼體50相對于壓縮機擴散器和護罩54以及止推板60進行密封。壓縮機擴散器和護罩54可使用多個緊固件56親接到止推板60上。壓縮機背板62插入在壓縮機擴散器和護罩54與止推板60之間。壓縮機背板58和62分別與擴散器翼片46和52接口連接。為了在電動機驅(qū)動壓縮機組件10內(nèi)實現(xiàn)高工作效率，必須實現(xiàn)電動機驅(qū)動壓縮機組件10的部件的精確尺寸設計和對齊。
[0018]圖2是根據(jù)一個實施方案的圖1的電動機驅(qū)動壓縮機組件10的壓縮機擴散器和護罩20的透視圖。圖1的第一級壓縮機12的壓縮機擴散器和護罩20包括擴散器部分64、壓縮機進氣口部分22以及護罩部分66。擴散器部分64包括擴散器翼片46的最外層組68和擴散器翼片46的最內(nèi)層組70。擴散器翼片46的最外層組68包括多個孔72以將壓縮機擴散器和護罩20緊固到圖1的電動機驅(qū)動壓縮機組件10的軸承支撐板42上。
[0019]圖3是根據(jù)一個實施方案的圓柱形對準工具80的透視圖，所述圓柱形對準工具80可用來在組裝過程期間將壓縮機擴散器和護罩20與圖1的電動機驅(qū)動壓縮機組件10對準。圓柱形對準工具80具有可由鋁或相似材料制成的剛性外部部分82。圓柱形對準工具80的內(nèi)部部分84可包括具有相對較低的摩擦系數(shù)的順性材料(諸如特氟龍、硅膠環(huán)或相似材料)的內(nèi)襯層86。內(nèi)襯層86的順度彌補了圖1中的壓縮機擴散器和護罩20與軸承支撐板42之間的輕微的尺寸差異?？稍趯⒌谝患墘嚎s機殼體48耦接到圖1的壓縮機擴散器和護罩20上之前使用圓柱形對準工具80，以使得圖1的緊固件56可被安裝來以精確對準將壓縮機擴散器和護罩20耦接到圖1的軸承支撐板42上。一旦圖1的緊固件56被固定，就將圓柱形對準工具80去除以免接觸圖1的電動機驅(qū)動壓縮機組件10。
[0020]圖4和圖5描繪了根據(jù)一個實施方案的如在組裝過程期間所見的圖1的電動機驅(qū)動壓縮機組件10的局部透視圖。圖4和圖5描繪了第一級壓縮機12的壓縮機擴散器和護罩20的擴散器部分64、壓縮機進氣口部分22以及護罩部分66的另一個視圖。擴散器部分64包括擴散器部分外唇緣90，所述擴散器部分外唇緣90具有第一密封唇緣外徑Dl，以向圖1的第一級壓縮機殼體48提供第一密封接口。壓縮機進氣口部分22包括進氣口部分外唇緣92，所述進氣口部分外唇緣92具有第二密封唇緣外徑D2，以向圖1的第一級壓縮機殼體48提供第二密封接口。護罩部分66包括擴散器部分外唇緣90與進氣口部分外唇緣92之間的與第一級壓縮機轉(zhuǎn)子24對準的彎曲部分94。擴散器部分64包括擴散器翼片46以相對于軸承支撐板42使第一級壓縮機12的壓縮流96擴散開來。
[0021]在一個實施方案中，第一密封唇緣外徑Dl約為5.573英寸(14.155cm)，第二密封唇緣外徑D2約為3.43英寸(8.712cm)，并且擴散器翼片46的高度D3約為0.22英寸(0.559cm)。在一個實施方案中，第一密封唇緣外徑Dl與第二密封唇緣外徑D2之比在1.622與1.628之間。在一個實施方案中，第一密封唇緣外徑Dl與擴散器翼片46的高度D3之比在24.93與25.76之間。在一個實施方案中，第二密封唇緣外徑D2與擴散器翼片46的高度D3之比在15.30與15.89之間。壓縮機擴散器和護罩20的最外直徑D4被設定尺寸來使用圓柱形對準工具80的內(nèi)部部分84而基本上與軸承支撐板42的外徑D5對準。
[0022]圓柱形對準工具80可用來通過以下方式將壓縮機擴散器和護罩20安裝在電動機驅(qū)動壓縮機組件10中:使用圓柱形對準工具80的內(nèi)部部分84來將壓縮機擴散器和護罩20與電動機驅(qū)動壓縮機組件10的軸承支撐板42對準。徑向地執(zhí)行對準，以使得壓縮機擴散器和護罩20與軸承支撐板42相對于電動機驅(qū)動壓縮機組件10的旋轉(zhuǎn)軸線X同心地對齊。如上所述，壓縮機背板58可插入在壓縮機擴散器和護罩20與軸承支撐板42之間。將壓縮機擴散器和護罩20與軸承支撐板42對準還可包括定位擴散器部分64的多個擴散器翼片46，以使第一級壓縮機12的壓縮流96相對于軸承支撐板42擴散開來。在對準之后，將壓縮機擴散器和護罩20與軸承支撐板42耦接在一起，以相對于壓縮機擴散器和護罩20密封第一級壓縮機殼體48 ο
[0023]雖然僅結(jié)合有限數(shù)目的實施方案對本發(fā)明進行了詳細描述，但應容易理解，本發(fā)明不限于此類公開的實施方案。相反，可對本發(fā)明進行修改，以引入以上未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相稱的任何數(shù)目的變化、改變、替代或等同布置。另外，雖然已描述了本發(fā)明的各種實施方案，但應理解，本發(fā)明的各個方面可僅包括所述實施方案中的一些。因此，本發(fā)明并不被視為受限于前面的描述，而是僅受限于所附的權(quán)利要求書的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于電動機驅(qū)動壓縮機組件的壓縮機擴散器和護罩，所述電動機驅(qū)動壓縮機組件包括第一級壓縮機和第二級壓縮機，所述第一級壓縮機的所述壓縮機擴散器和護罩包括: 擴散器部分，其包括擴散器部分外唇緣，所述擴散器部分外唇緣具有第一密封唇緣外徑，以向第一級壓縮機殼體提供第一密封接口 ； 壓縮機進氣口部分，其包括進氣口部分外唇緣，所述進氣口部分外唇緣具有第二密封唇緣外徑，以向所述第一級壓縮機殼體提供第二密封接口；以及 護罩部分，其包括在所述擴散器部分外唇緣與所述進氣口部分外唇緣之間的，與第一級壓縮機轉(zhuǎn)子對準的彎曲部分，其中所述第一密封唇緣外徑與所述第二密封唇緣外徑之比在1.622與1.628之間。2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機擴散器和護罩，其中所述擴散器部分包括多個擴散器翼片以相對于軸承支撐板使所述第一級壓縮機的壓縮流擴散開來。3.如權(quán)利要求2所述的壓縮機擴散器和護罩，其中所述第一密封唇緣外徑與所述擴散器翼片的高度之比在24.93與25.76之間。4.如權(quán)利要求3所述的壓縮機擴散器和護罩，其中所述第二密封唇緣外徑與所述擴散器翼片的所述高度之比在15.30與15.89之間。5.如權(quán)利要求2所述的壓縮機擴散器和護罩，其中所述擴散器部分包括所述擴散器翼片的最外層組和所述擴散器翼片的最內(nèi)層組。6.如權(quán)利要求5所述的壓縮機擴散器和護罩，其中所述擴散器翼片的所述最外層組包括多個孔以將所述壓縮機擴散器和護罩緊固到所述電動機驅(qū)動壓縮機組件的所述軸承支撐板上。7.如權(quán)利要求6所述的壓縮機擴散器和護罩，其中所述壓縮機擴散器和護罩的最外直徑被設定尺寸來使用圓柱形對準工具的內(nèi)部部分而基本上與所述軸承支撐板的外徑對準。8.如權(quán)利要求6所述的壓縮機擴散器和護罩，其中壓縮機背板插入在所述壓縮機擴散器和護罩與所述軸承支撐板之間。9.一種將壓縮機擴散器和護罩安裝在包括第一級壓縮機和第二級壓縮機的電動機驅(qū)動壓縮機組件中的方法，所述方法包括: 使用圓柱形對準工具將所述壓縮機擴散器和護罩與所述電動機驅(qū)動壓縮機組件的軸承支撐板對準；以及 基于所述對準來將所述壓縮機擴散器和護罩與所述軸承支撐板耦接在一起，以相對于所述壓縮機擴散器和護罩密封第一級壓縮機殼體，所述壓縮機擴散器和護罩包括: 擴散器部分，其包括擴散器部分外唇緣，所述擴散器部分外唇緣具有第一密封唇緣外徑，以向所述第一級壓縮機殼體提供第一密封接口 ； 壓縮機進氣口部分，其包括進氣口部分外唇緣，所述進氣口部分外唇緣具有第二密封唇緣外徑，以向所述第一級壓縮機殼體提供第二密封接口；以及 護罩部分，其包括在所述擴散器部分外唇緣與所述進氣口部分外唇緣之間的，與第一級壓縮機轉(zhuǎn)子對準的彎曲部分，其中所述第一密封唇緣外徑與所述第二密封唇緣外徑之比在1.622與1.628之間。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中將所述壓縮機擴散器和護罩與所述軸承支撐板對準還包括定位所述擴散器部分的多個擴散器翼片，以相對于所述軸承支撐板使所述第一級壓縮機的壓縮流擴散開來。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一密封唇緣外徑與所述擴散器翼片的高度之比在24.93與25.76之間，并且所述第二密封唇緣外徑與所述擴散器翼片的所述高度之比在15.30與15.89之間。12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述壓縮機擴散器和護罩的最外直徑被設定尺寸來使用所述圓柱形對準工具的內(nèi)部部分而基本上與所述軸承支撐板的外徑對準。13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述擴散器部分包括所述擴散器翼片的最外層組和所述擴散器翼片的最內(nèi)層組。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述擴散器翼片的所述最外層組包括多個孔以將所述壓縮機擴散器和護罩耦接到所述電動機驅(qū)動壓縮機組件的所述軸承支撐板上。15.如權(quán)利要求14所述的方法，其還包括:將壓縮機背板插入在所述壓縮機擴散器和護罩與所述軸承支撐板之間。
【文檔編號】F04D29/08GK105822568SQ201610044684
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】C.M.比爾斯, D.A.科爾森
【申請人】哈米爾頓森德斯特蘭德公司