快速反应的热离合器制造技术

一种热离合器组件，包括径向内侧的可旋转部件，径向外侧的可旋转部件，一对轴向间隔开的环结构，以及薄的张力网。环结构均附于可旋转的部件之一并与其一起旋转且各具有至少一个可以接触另一可旋转部件的基本轴向的表面的基本轴向的表面。张力网具有高抗张强度、高表面积／体积比、向周围介质的热高效的流程布置，以及高导热性。张力网与两个环结构的每一个连接，并基本跨越环结构的基本轴向的表面之间的空间。网的热膨胀系数显著高于另一可旋转的部件的基本轴向的表面之间的材料。如此，网在周围介质温度低于预定温度时处于张紧状态，从而使环结构的基本轴向的表面接合另一可旋转的部件的基本轴向的表面，以将两个可旋转的部件连合在一起而一起旋转，而网在周围介质温度处于或高于预定温度时不处于张紧状态，从而使环结构的基本轴向的表面脱离另一可旋转结构的基本轴向的表面，以将两个可旋转的部件脱离连合，以便它们不再一起旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热离合器(thermal clutch)，尤其是涉及一种改进的具有非常短的时间常数的热离合器。
技术介绍
对于突然进入新的热环境的物体来说，达到新环境的温度是需要时间的。这个过程可以通过一个称为热时间常数的量量化。热时间常数等于物体达到旧温度和新温度之差的63.2％时所需的时间。对于一根非常细(一英寸直径的1/32)的高传导率铜线，当突然浸入一不同温度的静止空气中时，其热时间常数长得令人惊讶—一分钟(60秒)。然而，需要一种热时间常数小于一秒钟的热离合器(一种比细铜线大得多的物体)。快速反应的热离合器将改进用于从着火的建筑物的高层逃生的自动受控下降装置(descent device)(美国专利申请号10/757,956-用于从建筑物外部撤离的装置)。热离合器的功能是当周围介质的温度达到或者高于预定的温度，诸如200时快速地脱离连合(de-couple)装置的减速下降机构(descent-slowing mechanism)，并随后当周围介质的温度低于200时再次快速地重新连合(re-couple)减速下降机构。热离合器要求低热时间常数(＜1秒)，以使带下降装置的人能在小于一秒内快速地(实际上是自由落体)加速通过由较低的着火楼层引起的强热区，并随后在强热区的另一侧快速地减速。通过快速通过200温度区域，避免了人的烧伤—就像马戏团的老虎快速跃过一燃烧的火环时避免了烧伤一样，且如果有人将其手指在四分之一秒内通过一1,450的火焰的话，他也不会被烧伤。低于200的空气温度可以忍受更长的时间，这一点可由许多每天进行该温度桑拿的人证实。专利
技术实现思路
简要地说，本专利技术包括一种热离合器组件，所述热离合器组件用于当周围介质的温度达到或高于一预定温度时，快速地使一个可旋转的部件与另一个可旋转的部件脱离连合，并在当周围介质的温度恢复至预定温度以下时，快速地重新连合所述两个可旋转的部件。所述组件包括一径向内侧的可旋转部件，一径向外侧的可旋转部件，一对轴向间隔开的环结构，以及一薄的张力网(tension web)。所述环结构均附(affixed)于可旋转的部件之一并与所述可旋转的部件一起旋转，所述环结构各具有至少一个基本轴向的表面，所述表面可以接触另一可旋转部件的基本轴向的表面。所述网具有高抗张强度、高表面积/体积比、向周围介质的热高效的流程布置(flow arrangement)，以及高导热性。所述网与两个环结构的每一个连接，并基本跨越环结构的基本轴向的表面之间的空间。所述网的热膨胀系数显著高于另一可旋转的部件的基本轴向的表面之间的材料的热膨胀系数，以使所述网在周围介质温度低于预定温度时处于张紧状态，从而使环结构的基本轴向的表面接合(engage)另一可旋转的部件的基本轴向的表面，以将两个可旋转的部件连合在一起而一起旋转。所述网在周围介质温度处于或高于预定温度时不处于张紧状态，从而使环结构的基本轴向的表面脱离(disengage)另一可旋转结构的基本轴向的表面，以将两个可旋转的部件脱离连合，以便它们不再一起旋转。附图说明上述的
技术实现思路
，以及下述的物理原理的详细分析和本专利技术优选实施方案的详细描述在结合附图阅读下将得到更好的理解。为了图解本专利技术，在图中显示了具体的布置和方式。然而，应该理解，本专利技术不限于所示的精确的布置，或者详细描述的方式。附图中 图1是依据本专利技术的一个优选实施方案的快速反应的热离合器组件的局部剖开的主视图；以及图2是存在于图1的张力网的整个中间部分的孔图案的高倍放大图。具体实施例方式上文讨论的本专利技术在其中发挥作用的受控下降装置包含附于一后板(backplate)的三个非旋转的轴—通过轴承在轴上旋转的旋转件。上方轴含有一缆绳卷轴(cable spool)，上方轴通过一扭矩限制离合器(torque-limiting clutch)驱动一大齿轮。中间轴含有一与所述大齿轮啮合的更小的齿轮，使中间轴以快四倍的速率旋转。中间轴上的第二齿轮啮合下方轴上的一小得多的齿轮，故它以另一快五倍的速率旋转。从而减速下降机构在二十分之一的扭矩下以比缆绳卷轴快二十倍的速率旋转。依据本专利技术的一个优选实施方案的高速、低扭矩、快速反应的热离合器定位在旋转的下方轴和减速下降机构之间，以随着温度的变化，自动地脱离连合和重新连合旋转的下方轴和减速下降机构。图1示出了依据本专利技术的一个优选实施方案的快速反应的热离合器组件(fast-reacting thermal clutch assembly)1。热离合器1的作用是当热离合器组件1暴露的周围介质的温度(下文称为环境温度)达到或者高于预定温度时，使一可旋转的部件与另一可旋转的部件快速地脱离连合，并当环境温度降至预定温度以下时快速地重新连合可旋转的部件。在本实施方案中，该预定的温度选定为200。然而，本专利技术对特定的应用可以在不同的预定温度下操作。径向内部的可旋转部件，即在本实施方案中一由易切削殷钢36(free-machining Invar 36)制造的中空高速输入轴2，通过一组轴承支撑在下降控制装置的非旋转下方轴3上，所述一套轴承在本实施方案中是两个保持架冲压外圈高速滚针轴承(caged drawn-cup high speed needlebearing)4(仅显示一个)。中空轴2—牢固地在其轴向内侧端连接至驱动轴2的下降控制装置的一小齿轮(未示出)—在每一末端具有一对基本轴向的表面，在本实施方案中是两个平的朝向外侧的环形砧座表面(anvilsurfaces)13(外径2.5英寸)，所述末端在本实施方案中分开大约二英寸。砧座表面13的外侧或轴向朝外是一对轴向间隔的环结构，在本实施方案中是两个压缩环(compression-ring)5，所述压缩环的内侧或轴向朝内的表面或者末端5a接合在输入轴2的平的砧座表面13上并对其施加压缩力，以便当两个压缩环5和平的砧座表面13之间的摩擦扭矩超过中空高速输入轴2的驱动扭矩时，维持两个压缩环5和输入轴2之间的连合。两个轴衬，即在本实施方案中Graphalloy的轴衬6，在任何短暂的脱离连合期间，支撑输入轴2上脱离连合的压缩环5。径向外部旋转部件12的径向臂附于或者刚性连接至压缩环5的外侧或外部轴向末端，并与压缩环5一起旋转，以在当网8的张力足够高至将压缩环5连合至输入轴2时，驱动减速下降机构(未显示)。包括高热膨胀材料的张力网8、在每一末端具有一内网环9和一分离的外网环10的连接的网组件7，在高温下结合至每一压缩环5以跨过压缩环5之间和砧座表面13之间的空间，并在低于预定温度的环境温度下在压缩环5和低热膨胀中空输入轴2的环形砧座表面13之间提供压缩力。张力网8的热膨胀系数显著高于输入轴2的砧座表面13之间的材料的热膨胀系数，以使张力网8在低于预定温度的环境温度下张紧，从而使压缩环5的基本轴向的表面5a接合输入轴2的砧座表面13以连合两个可旋转的部件(输入轴2和外旋转部件12)使之一起旋转，并在处于或高于预定温度的环境温度下不张紧，从而使压缩环5的基本轴向的表面5a从砧座表面13上脱离，使两个可旋转的部件脱离连合以使它们不一起旋转。优选地，设置一不固定的环形的扭环(torque-collar)11，以在施加不超过张力网8中产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热离合器组件，所述热离合器组件用于当周围介质的温度达到或高于一预定温度时，快速地使一个可旋转的部件与另一个可旋转的部件脱离连合，并在当周围介质的温度恢复至预定温度以下时，快速地重新连合所述两个可旋转的部件，所述组件包括：径向内侧的可旋转部件；径向外侧的可旋转部件；一对轴向间隔开的环结构，所述环结构均附于可旋转的部件之一并与所述可旋转的部件一起旋转，所述环结构各具有至少一个基本轴向的表面，所述表面可以接触另一可旋转部件的基本轴向的表面；以及薄的张力网，所述网具有高抗张强度、高表面积／体积比、向周围介质的热高效的流程布置，以及高导热性，所述网与两个环结构的每一个连接，并基本跨越环结构的基本轴向的表面之间的空间，所述网的热膨胀系数显著高于另一可旋转的部件的基本轴向的表面之间的材料的热膨胀系数，以使所述网在周围介质温度低于预定温度时处于张紧状态，从而使环结构的基本轴向的表面接合另一可旋转的部件的基本轴向的表面，以将两个可旋转的部件连合在一起而一起旋转，且所述网在周围介质温度处于或高于预定温度时不处于张紧状态，从而使环结构的基本轴向的表面脱离另一可旋转结构的基本轴向的表面，以将两个可旋转的部件脱离连合，以便它们不一起旋转。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特L利昂，
申请(专利权)人：救生袋技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]