[发明专利]用于控制在空气循环机内的流体流动的密封轴

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含在供应空气到飞机客舱内的空气循环机中的密封轴。

背景技术

已知的空气循环机包括被驱动来使轴旋转继而驱动压缩机转子的涡轮机机转子。空气循环机将涡轮机转子容纳在涡轮机部分中并且将压缩机转子容纳在压缩机部分中。通常，轴承包含在壳体中以支撑用于旋转的轴。一种已知类型的压缩机轴承是空气轴承。密封轴通常使用在空气循环机中，尤其使用空气轴承的空气循环机。密封轴控制在空气循环机内的旋转界面附近的空气的流动。

一种类型的轴密封件包括径向延伸孔，该孔促进多余空气从空气循环机排出。在操作期间，压缩机部分、涡轮机部分、或者两者可能产生多余空气。如果多余空气不被排出，多余空气趋于在压缩机部分和涡轮机部分之间移动，其会使空气循环机效率低下。在某些情况下，即使有孔，多余空气仍然在压缩机部分和涡轮机部分之间移动。在过去，轴密封件不能充分地控制流动的多余空气在压缩机部分和涡轮机部分之间的流动。

发明内容

一种示例密封轴，包括形成圆孔的圆柱体主体，所述圆孔在所述主体的第一端部与所述主体的第二端部之间轴向延伸。在所述主体中还形成有小开口。所述小开口在主体的外表面与所述圆孔之间径向地延伸。所述密封轴还包括第一组锐利边缘密封件和第二组锐利边缘密封件。第一组锐利边缘密封件具有直径，并且所述直径与所述小开口的总截面面积的比在58.79 到 78.77之间。

一种用于供应空气到飞机客舱的示例空气循环机，包括具有构造成与主轴一起旋转的压缩机转子的压缩机部分、以及具有构造成与主轴一起旋转的涡轮机转子的涡轮机部分。密封轴构造成限制流体在压缩机部分和涡轮机部分之间的流动。密封轴具有形成圆孔的圆柱体主体，所述圆孔在所述主体的第一端部与所述主体的第二端部之间轴向延伸。在所述主体中形成有小开口。所述小开口在主体的外表面与所述圆孔之间径向地延伸。所述密封轴还包括第一组锐利边缘密封件和第二组锐利边缘密封件。第一组锐利边缘密封件具有直径，并且所述直径与所述小开口的总截面面积的比在58.79 到 78.77之间。

一种将密封轴安装在空气循环机中的示例方法，包括提供构造成限制流体在空气循环机的压缩机部分和涡轮机部分之间流动的密封轴。密封轴具有形成圆孔的圆柱体主体，所述圆孔在所述主体的第一端部与所述主体的第二端部之间轴向延伸。在所述主体中形成有小开口。所述小开口在主体的外表面与所述圆孔之间径向地延伸。所述密封轴还包括第一组锐利边缘密封件和第二组锐利边缘密封件。第一组锐利边缘密封件具有直径，并且所述直径与所述小开口的总截面面积的比在58.79 到 78.77之间。所述方法将涡轮机转子的一部分定位在所述圆孔内。所述方法还将压缩机转子的一部分定位在所述圆孔内以及将空气循环机的轴的一部分定位在所述圆孔内。

根据下面的说明书和附图，可以最佳地理解本发明的这些和其他特征，下面是简要描述。

附图说明

图1为供应机舱空气的空气循环机的剖视图。

图2为控制在图1的空气循环机中流动的密封轴的第一透视图。

图3为图2的密封轴的侧视图。

图4为图2的密封轴的端视图。

图5为沿着图4的线5-5的截面图。

具体实施方式

图1显示实例空气循环机20（“ACM”），其包含在运输工具，例如飞机、直升机或基于地面的运输工具的空气供应系统22。ACM 20包括压缩机部分24、涡轮机部分26及风扇部分28，上述三部分大体上设置在主轴30，例如连接杆周围。压缩机部分24包括压缩机转子32，涡轮机部分26包括涡轮机转子34，以及风扇部分28包括风扇转子36。压缩机转子32、涡轮机转子34、风扇转子36固定在主轴30上用于绕着轴线A共同旋转。

继续参考图1同时参考图2-5，实例密封轴40与主轴30径向间隔开但与之一起旋转。在旋转期间，密封轴40可以与设置在密封板48上的密封台44相互作用。密封轴40包括第一组锐利边缘密封件48和第二组锐利边缘密封件52，其每一组构造成在主轴30的旋转期间接触密封台44。与密封台44的相互作用可以包括使密封台44与锐利边缘密封件48和52接触。在锐利边缘密封件48和52与密封台44之间的接触限制空气在涡轮机部分26与压缩机部分24之间的移动，尤其是涡轮机部分26中的多余空气向压缩机部分24的移动。