CN102543324A - 空气循环机复合绝缘板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空气循环机复合绝缘板，具体地，一种空气循环机包括壳体，所述壳体具有由紧固件相互固定的压缩机壳体部分和涡轮机壳体部分。所述压缩机和涡轮机壳体部分各自提供表面。绝缘板设置在所述表面之间并且接合所述表面。所述紧固件延伸穿过所述绝缘板中的周向布置的孔。所述绝缘板具有轴向宽度、内径和外径。所述外径比所述内径提供的第一比率为1.19-1.21，并且所述内径比所述宽度提供的第二比率为53-59。在一个示例中，所述绝缘板是复合结构，其由9-12个碳纤维叠层构成，每一层的定向碳纤维相对于相邻层的碳纤维横断地取向。

Description

空气循环机复合绝缘板
技术领域
本公开涉及设置在空气循环机的壳体部分之间的绝缘板。
背景技术
空气循环机可包括离心压缩机和离心涡轮机，其安装成在壳体内的轴上共同旋转。离心压缩机进一步压缩被部分压缩的空气，例如从气体涡轮发动机的压缩机接收的引气。被压缩的空气排放到下游换热器或其他用途，然后返回到离心涡轮机。被压缩的空气在涡轮机中膨胀，由此驱动压缩机。来自涡轮机的空气输出可被用作交通工具的空气供应，例如飞机的机舱。
发明内容
一种空气循环机包括壳体，所述壳体具有由紧固件相互固定的压缩机壳体部分和涡轮机壳体部分。所述压缩机和涡轮机壳体部分各自提供表面。绝缘板设置在所述表面之间并且接合所述表面。所述紧固件延伸穿过所述绝缘板中的周向布置的孔。所述绝缘板具有轴向宽度、内径和外径。所述外径比所述内径提供的第一比率为1.19-1.21，并且所述内径比所述宽度提供的第二比率为53-59。在一个示例中，所述绝缘板是复合结构，其由9-12个碳纤维叠层构成，每一层的定向碳纤维相对于相邻层的碳纤维横断地取向。
附图说明
通过参照以下详细说明并结合考虑附图，可进一步理解本公开，附图中：
图1是示例性空气循环机的剖面图；
图2是图1的绝缘板的顶视立面图，包括局部剖开的部分；
图3A是图2所示绝缘板的侧视立面图；
图3B是图3A的绝缘板的一部分的剖面图。
具体实施方式
图1示出了具有压缩机12的空气循环机（ACM）10，压缩机12通过轴16联接到涡轮机14以便绕轴线A一起旋转，轴16例如是不锈钢的。例如，涡轮机14被包括在机舱空气供应系统13中，用于向飞机提供经调节的空气。由轴16支撑的风扇15使得经调节的空气在机舱空气供应系统13中循环。
ACM 10由多个部分构成以便于组装。例如，ACM 10包括壳体21，壳体21具有入口、压缩机、涡轮机和轴承壳体部分22、24、26、28。示例性的轴16也由多个部分构成。例如，压缩机12安装在第一轴部分17上并且布置在入口壳体部分22内，涡轮机14安装在第一和第二轴部分17、18之间位于涡轮机壳体部分26内，并且第三轴部分19安装在轴承壳体部分28内。系杆20将压缩机12、涡轮机14、风扇15以及第一、第二、第三轴部分17、18、19相互固定。
轴颈轴承30旋转地分别位于涡轮机和轴承壳体部分26、28内的支撑第二和第三轴部分18、19。推力轴承滑道31从第三轴部分19径向地延伸并且轴向地布置在推力轴承32之间。保持板50被第一紧固件54绕推力轴承滑道31和推力轴承32固定到轴承壳体部分28。入口板52设置在轴承壳体部分28和保持板50之间并在推力轴承滑道31径向外侧，以控制润滑空气到推力轴承32的流动。第二紧固件56将轴承和涡轮机壳体部分28、26相互固定。
壳体部分被相对于彼此密封以将被压缩的空气容纳在ACM 10内的期望通道中。然而，密封也被设计成控制从ACM 10中的压缩机12和涡轮机14泄漏以润滑轴颈和推力轴承30、32的空气量。在示例中，第一密封34被布置在第一轴部分17和中间壳体部分60之间，第二和第三密封36、38被布置在第二轴部分18和涡轮机壳体部分26之间，并且第四密封40被布置在第三轴部分19和轴承壳体部分28之间。
入口壳体部分22提供压缩机入口42，并且压缩机壳体部分24提供压缩机出口44。涡轮机壳体部分26包括第一和第二涡轮机壳体部分26a、26b并提供涡轮机入口46和涡轮机出口48。第三紧固件58将涡轮机和中间壳体部分26、60相互固定，并且第四紧固件62将入口和涡轮机壳体部分22、26相互固定。
绝缘板64被第五紧固件66固定在压缩机和涡轮机壳体部分24、26之间并且将该壳体部分相互绝缘。O形环用于将其他壳体部分相互密封。空气流入压缩机入口42并且被离心地压缩到压缩机出口44，在那里，其被引导到涡轮机入口46。被压缩的空气膨胀通过涡轮机14并且排出涡轮机出口48。
压缩机和涡轮机壳体部分24、26各自提供表面76。绝缘板64设置在表面76之间并且接合表面76。如图2和图3A最佳示出的，第五紧固件66插入穿过绝缘板64中的周向布置的孔74。绝缘板64具有八个周向间隔的孔74，其轴向地延伸轴向宽度W。
绝缘板64具有内径ID和外径OD。外径OD比内径ID提供的第一比率为1.19-1.21，并且内径ID比宽度W提供的第二比率为53-59。在一个示例中，外径名义上为6.750英寸（171.45 mm），内径名义上为5.605英寸（142.37 mm），并且宽度W名义上为0.100英寸（2.54 mm）。
在一个示例中，绝缘板64是复合结构，其由9-12个碳纤维叠层70a-70k（图3B）构成，每一层的定向碳纤维72相对于相邻层的碳纤维72横断地取向（如图2所示），例如，以0/＋45/－45/90度来取向。在一个示例中，绝缘板64的导热系数为0.5 Btu/hr·ft·F°－1.0 Btu/hr·ft·F°（0.86532 W/m·K－1.73064 W/m·K）。
尽管已公开了示例性实施例，但本领域普通技术人员会认识到在权利要求的范围内可进行一定修改。为此，应研究所附权利要求以确定它们的真实范围和内容。

Claims (13)

1.一种用于空气循环机的绝缘板，包括：
复合环形主体，所述复合环形主体具有轴向宽度、内径和外径，所述外径比所述内径提供的第一比率为1.19-1.21，并且所述内径比所述宽度提供的第二比率为53-59。
2.如权利要求1所述的绝缘板，其中，所述外径名义上为6.750英寸，所述内径名义上为5.605英寸，并且所述宽度名义上为0.100英寸。
3.如权利要求1所述的绝缘板，其中，所述复合环形主体由9-12个碳纤维叠层构成，每一层的定向碳纤维相对于相邻层的碳纤维横断地取向。
4.如权利要求3所述的绝缘板，其中，所述复合环形主体的导热系数为0.5 Btu/hr·ft·F°－1.0 Btu/hr·ft·F°。
5.如权利要求1所述的绝缘板，其中，所述复合环形主体包括八个周向间隔的孔，其轴向地延伸所述宽度。
6.一种空气循环机，包括：
壳体，所述壳体包括由紧固件相互固定的压缩机壳体部分和涡轮机壳体部分，所述压缩机和涡轮机壳体部分各自提供表面；和
绝缘板，所述绝缘板设置在所述表面之间并且接合所述表面，所述紧固件延伸穿过所述绝缘板中的周向布置的孔，所述绝缘板具有轴向宽度、内径和外径，所述外径比所述内径提供的第一比率为1.19-1.21，并且所述内径比所述宽度提供的第二比率为53-59。
7.如权利要求6所述的空气循环机，包括压缩机和涡轮机，所述压缩机和涡轮机分别径向地布置在所述压缩机和涡轮机壳体部分内。
8.如权利要求6所述的空气循环机，其中，所述外径名义上为6.750英寸，所述内径名义上为5.605英寸，并且所述宽度名义上为0.100英寸。
9.如权利要求8所述的空气循环机，其中，所述复合环形主体由9-12个碳纤维叠层构成，每一层的定向碳纤维相对于相邻层的碳纤维横断地取向。
10.如权利要求6所述的空气循环机，其中，所述复合环形主体的导热系数为0.5 Btu/hr·ft·F°－1.0 Btu/hr·ft·F°。
11.如权利要求6所述的空气循环机，其中，所述复合环形主体包括八个周向间隔的孔，其轴向地延伸所述宽度。
12.一种组装空气循环机的方法，包括如下步骤：
提供具有周向布置的孔的绝缘板，所述绝缘板具有轴向宽度、内径和外径，所述外径比所述内径提供的第一比率为1.19-1.21，并且所述内径比所述宽度提供的第二比率为53-59；
将所述绝缘板布置在涡轮机壳体部分和压缩机壳体部分的表面之间；以及
将紧固件插入穿过所述涡轮机和压缩机壳体部分以及所述孔，并且收紧所述紧固件以将所述绝缘板夹持在所述涡轮机和压缩机壳体部分之间。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述绝缘板是复合结构，其由9-12个碳纤维叠层构成，每一层的定向碳纤维相对于相邻层的碳纤维横断地取向。
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