阅读说明：本技术 电气隔离器 (Electrical isolator ) 是由 A.D.泰勒 J.W.伯纳德 于 2019-12-13 设计创作，主要内容包括：提供了一种隔离器,包括：第一流体承载构件和与第一流体承载构件间隔开的第二流体承载构件；以及电阻性、半导电或非导电部件,所述部件位于第一流体承载构件与第二流体承载构件之间。所述部件适于将从第一流体承载构件流动的流体输送至第二流体承载构件。隔离器还包括加强复合材料,加强复合材料包围第一流体承载构件、第二流体承载构件和所述部件。加强复合材料包括：第一纤维,第一纤维相对于所述部件的纵向轴线以-30度与+30度之间的角度延伸；第二纤维,第二纤维与第一纤维交织并且相对于纵向轴线以+60度与+90度之间和/或-60度与-90度之间的角度围绕第一流体承载构件、第二流体承载构件和所述部件延伸；以及树脂。(Provided is an isolator including: a first fluid carrying member and a second fluid carrying member spaced apart from the first fluid carrying member; and a resistive, semi-conductive or non-conductive component, the component being located between the first and second fluid carrying members. The component is adapted to convey fluid flowing from the first fluid carrying member to the second fluid carrying member. The isolator also includes a reinforced composite material surrounding the first fluid carrying member, the second fluid carrying member, and the component. The reinforced composite material includes: a first fiber extending at an angle between-30 degrees and +30 degrees relative to a longitudinal axis of the component; second fibers interwoven with the first fibers and extending around the first fluid carrying member, the second fluid carrying member and the component at an angle of between +60 degrees and +90 degrees and/or between-60 degrees and-90 degrees relative to the longitudinal axis; and a resin.)

电气隔离器

技术领域

本公开大体上涉及电气隔离器，并且更具体地说，涉及用于飞机的液压流体管线中的电气隔离器。所述电气隔离器可以用于连接两个流体承载构件，例如管道、软管或管，例如输送液压流体的管道。

背景技术

飞机和其它车辆含有大量的流体输送系统，特别是包括例如管道等流体输送部件的液压系统。此类部件通常是金属的，并且具有良好的电导率。

装置并入至此类系统中以在其金属部件之间形成电气隔离器。这些隔离器可以通过安全地消除静电积聚来防止静电荷积聚，还可以防止过大的电流流过系统(例如由于雷击)。如果系统中不存在此类隔离器，则这两种事件都可能引起火灾。

当并入至流体输送系统中时，电气隔离器还需要充当流体的安全通道。在某些系统中，例如飞机上的液压系统或液压流体管线，除其它负载和环境因素外，隔离器还需要能够耐受高压。

本公开旨在平衡以上因素以在加压流体系统内提供电气隔离功能。

发明内容

根据本公开的一方面，提供了一种隔离器，所述隔离器包括：

第一流体承载构件和与所述第一流体承载构件间隔开的第二流体承载构件；

电阻性、半导电或非导电部件，所述电阻性、半导电或非导电部件位于所述第一流体承载构件与所述第二流体承载构件之间，其中所述电阻性、半导电或非导电部件适于将从所述第一流体承载构件流动的流体输送至所述第二流体承载部件；以及

加强复合材料，所述加强复合材料包围所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件，

其中所述加强复合材料包括：

第一纤维，所述第一纤维相对于所述电阻性、半导电或非导电部件的纵向轴线以-30度与+30度之间的角度延伸；

第二纤维，所述第二纤维与所述第一纤维交织并且相对于所述纵向轴线以+60度与+90度之间和/或-60度与-90度之间的角度围绕所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件延伸；以及

树脂。

根据本公开的另一方面，提供了一种形成一个或多个电气隔离器的方法，所述方法包括：

使用电阻性、半导电或非导电部件将第一流体承载构件连接至第二流体承载构件，使得所述电阻性、半导电或非导电部件能够将从所述第一流体承载构件流动的流体输送至所述第二流体承载构件；

提供交织的第一纤维和第二纤维，所述第一纤维和所述第二纤维围绕所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件延伸，

其中所述第一纤维相对于所述电阻性、半导电或非导电部件的纵向轴线以-30度与+30度之间的角度围绕所述第一流体承载元件、所述第二流体承载元件和所述电阻性、半导电或非导电部件延伸，

其中所述第二纤维相对于所述纵向轴线以+60度与+90度之间的角度和/或相对于所述纵向轴线以-60度与-90度之间的角度围绕所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件延伸；

将树脂添加至所述交织的第一纤维和第二纤维；以及

固化所述树脂以形成加强复合材料。

上述隔离器和方法使用了包围第一流体承载构件、第二流体承载构件和非导电部件的加强复合材料，同时提供了穿过加强复合材料的导电路径，但并未提供密封两个流体承载构件的部件。这提供了一种装置，所述装置有效地消除电荷积聚并且电气隔离两个流体输送装置之间的接面，同时提供牢固的接头以耐受高压。

此外，提供在树脂中包括交织的第一纤维和第二纤维的加强复合材料提供了一种在受到冲击时将表现良好的装置。相对于已知的隔离器，这种类型的隔离器的重量和大小也可以减小，因为可能需要较少的纤维来形成能够耐受所需压力的加强复合材料。与先前已知的隔离器相比，由于所需纤维数量的减少，还可以降低制造和材料成本。

此外，上述隔离器和方法不需要使用长丝缠绕技术来放置纤维。因此，第一流体承载构件和第二流体承载构件的大小和形状不受螺旋缠绕纤维的所需缠绕角度的限制。因此，可以针对隔离器的重量、大小和耐压性优化第一流体承载构件和第二流体承载构件的形状。

在本公开的任何示例中，第一纤维可以相对于纵向轴线以-5度与+5度之间的角度，更优选地相对于纵向轴线以约0度的角度延伸。这将进一步减少加强复合材料中为能够耐受所需压力而需要的纤维量。

在本公开的任何示例中，第一纤维可以基本上垂直于第二纤维而延伸。因此，第一纤维可以基本上平行于纵向轴线延伸，并且第二纤维可以基本上垂直于纵向轴线延伸。在这种布置中，纤维可以既沿着隔离器轴向延伸又围绕隔离器周向延伸，从而提供抵抗轴向和径向负载的良好性能。

替代地并且在本公开的任何示例中，第一纤维和第二纤维可以形成三轴编织物。由于三轴编织物的形成可以自动化并且相对快速地执行，因此这可以允许以更节省时间和成本的方式来制造隔离器。

在本公开的三轴编织物中，第二纤维可以包括相对于所述纵向轴线以+70度与+80度之间的角度延伸的纤维和相对于所述纵向轴线以-70度与-80度之间的角度延伸的纤维。

在本公开的任何示例中，加强复合材料的径向外表面可以是基本上光滑的。与较粗糙的表面光洁度(例如通常由长丝缠绕过程产生的表面光洁度)相比，这将使得相对较容易检测到目视勉强可见冲击损伤(BVID)。

根据本公开的一方面，提供了一种例如在飞机中的液压系统或液压流体管线，所述液压系统或液压流体管线包括如上所述的电气隔离器。已经发现，本文描述的技术特别适合于在高压下电气隔离部件，例如在液压系统中经历的高压，例如大于1000、2000、3000、5000或8000 psi。在其它方面，提供了例如在飞机中的燃料系统或燃料管线，所述燃料系统或燃料管线包括如上所述的电气隔离器。

在本发明方法的一个示例中，所述提供围绕所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件延伸的所述交织的第一纤维和第二纤维可以包括：

编织所述第一纤维和所述第二纤维以形成交织纤维网；以及

i) 将所述交织纤维网包裹在所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件周围。

在本公开的方法的替代示例中，所述提供围绕所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件延伸的所述交织的第一纤维和第二纤维可以包括：

i) 编织所述第一纤维和所述第二纤维以形成三轴编织管；以及

将所述三轴编织管放置在所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件上，或

ii) 将所述第一纤维和所述第二纤维原位编织以形成三轴编织管，所述三轴编织管围绕所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件延伸。

在本公开的方法的任何示例中，所述将树脂添加至所述交织的第一纤维和第二纤维可以包括：

围绕所述交织的第一纤维和第二纤维网、所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件放置模具；以及

将树脂注入至所述模具中。

在本公开的方法的任何示例中，所述方法可以进一步包括在所述模具的内表面与所述交织的第一纤维和第二纤维之间提供间隙。间隙的提供可以使树脂沿着模具的整个纵向范围并且围绕模具的整个圆周行进，以在随后径向流过交织纤维之前基本上填充间隙。当流入和通过交织纤维时，这将减少树脂将行进通过的纤维量。因此，树脂中的任何添加剂都不太可能被纤维从树脂中滤出，使得一旦在加强复合材料中原位地存在，树脂的电导率或其它性质在其范围内就可以更加均匀。

另外，间隙的提供将允许根据本公开在使用模具形成的加强复合材料中提供富含树脂或纯树脂的外层或表面。如下所述，这将使得能够在加强复合材料的外表面上形成光滑表面。

为了进一步辅助在加强复合材料上形成光滑的外表面，所述方法可以优选地进一步包括在模具上提供基本上光滑的内表面，使得加强复合材料的径向外表面是基本上光滑的。

在本公开的方法的任何示例中，可以在压力和/或真空下将树脂注入至模具中。这将导致树脂沿其整个纵向和圆周范围更有效地流入模具中，接着径向渗透并且穿过交织的第一纤维和第二纤维。

提供交织的第一纤维和第二纤维可以足以提供根据本发明的加强复合材料的所需耐压性。如果对于低重量的材料需要高耐压性，则所述方法可以进一步包括在添加树脂之前将第三纤维围绕交织的第一纤维和第二纤维缠绕，其中所述第三纤维相对于纵向轴线以80度与100度之间的角度延伸。

纤维和树脂混合物可以直接放置在所述第一流体承载构件、所述电阻性、半导电或非导电部件和所述第二流体承载构件上。所述方法可以包括对所述第一流体承载构件和所述第二流体承载构件应用表面处理，例如导电表面处理，并且纤维和树脂混合物可以直接置于所述第一流体承载构件、所述电阻性、半导电或非导电部件和所述第二流体承载构件的表面处理上。所谓“直接在……上”是指在第一流体承载构件、所述电阻性、半导电或非导电部件、所述第二流体承载构件与所述纤维和树脂混合物之间不存在其它材料。

在本文描述的实施方案的任何方面中，所述第一流体承载构件和所述第二流体承载构件可以被配置成承载或输送流体，并且不限于任何特定的几何形状或横截面。

所述加强复合材料包围所述第一流体承载构件和所述第二流体承载构件，但通常仅包围其端部，例如最靠近电阻性、半导电或非导电部件。所述加强复合材料可以是连续的管，所述管从第一流体承载构件(或其端部)延伸并且在电阻性、半导电或非导电部件上方延伸至所述第二流体承载构件(或其端部)。

所述加强复合材料可以具有变化的横截面积和/或内径和/或外径。或者，所述加强复合材料可以具有恒定或基本上恒定的横截面积和/或内径和/或外径和/或厚度。所述加强复合材料的横截面积在其长度范围内变化可能不超过5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、100%、200%、300%、400%或500%。

所述加强复合材料可以包括导电添加剂，并且这意味着所述复合材料可以在第一流体承载构件与第二流体承载构件之间提供导电路径。导电添加剂可以按重量或体积计以树脂混合物的最高或至少30%、20%、10%、5%、2%或1%的量存在于树脂混合物中。树脂和/或纤维可以按重量或体积计以加强复合材料的至多或至少30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%的量存在于加强复合材料中。在一个优选示例中，纤维在加强复合材料中的存在量按重量或体积计可以至多为加强复合材料的70%，更优选地按重量或体积计为加强复合材料的40%至60%。

加强复合材料可以直接接触第一流体承载构件和第二流体承载构件。或者，可以在第一流体承载构件和/或第二流体承载构件上提供或施加表面处理，例如导电表面处理，并且加强复合材料可以接触此表面处理，同时仍然包围第一流体承载构件和第二流体承载构件。

所述第一流体承载构件和/或第二流体承载构件和/或电阻性、半导电或非导电部件和/或加强复合材料可以是管状的。第一流体承载构件和/或第二流体承载构件和/或电阻性、半导电或非导电部件和/或加强复合材料可以各自具有基本上相同的横截面，例如圆形横截面。

或者，第一流体承载构件和/或第二流体承载构件和/或电阻性、半导电或非导电部件和/或加强复合材料可以各自具有其它形状和横截面，例如正方形、矩形、三角形或不规则横截面。

所述第一流体承载构件和/或第二流体承载构件和/或电阻性、半导电或非导电部件和/或加强复合材料的直径可以至少为或不大于5 mm、10 mm、15 mm、20 mm、25 mm、30mm、35 mm、40 mm、45 mm、50 mm、60 mm、70 mm、80 mm、90 mm或100 mm。

所述第一流体承载构件和/或所述第二流体承载构件和/或所述电阻性、半导电或非导电部件和/或所述加强复合材料的厚度可以至少为或不大于1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5mm或10 mm。

所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件可以具有基本上恒定的内径。这样可以减少流体行进通过隔离器时经历的晃动量，从而减少静电荷的积聚。

所述第一流体承载构件和/或所述第二流体承载构件可以在其外表面上包括一个或多个突起，并且所述加强复合材料可以在一个或多个突起上延伸并且围封、包裹或覆盖所述一个或多个突起。所述一个或多个突起可以是环形的或不规则的。

所述第一流体承载构件和所述第二流体承载构件可以是金属的。

所述第一流体承载构件、所述第二流体承载构件和所述电阻性、半导电或非导电部件可以彼此同轴。

所述纤维可以包括玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维。更优选地，在可能需要较低电导率的纤维的情况下，所述纤维可以包括玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维。

所述导电添加剂可以包括炭黑或碳纳米管。

在其中导电添加剂包括炭黑的一个优选示例中，炭黑可以按重量或体积计以树脂混合物的1%与6%之间的量存在于树脂混合物中。

在其中导电添加剂包括碳纳米管的替代优选示例中，碳纳米管可以按重量或体积计以树脂混合物的约0.1%与0.6%之间的量存在于树脂混合物中。

树脂混合物可以包括可以是具有热固性(例如环氧树脂)或热塑性(例如聚醚醚酮- “PEEK”)构造的树脂。

可以设想，上述电气隔离器的相应部分之间的材料，例如加强复合材料与第一流体承载构件和/或第二流体承载构件和/或电阻性、半导电或非导电材料之间的材料，将是最少的，并且可以仅包括例如不超过5 mm、2 mm、1 mm、0.5 mm或0.25 mm的厚度的材料，例如标称厚度的表面处理。

在加强复合材料与第一流体承载构件、第二流体承载构件和电阻性、半导电或非导电部件之间可以不存在气隙或其它材料。

附图说明

现在将仅通过举例的方式并且参考附图来描述各种实施方案，其中：

图1示出了根据本公开的示例的电气隔离器的横截面；

图2示出了加强复合材料在相对于复合材料中螺旋延伸纤维的角度拉伸时的最终正规化强度；

图3示意性地示出了根据本公开的示例的三轴编织纤维管，所述纤维管在电气隔离器的一部分上延伸；

图4示意性地示出了用于根据本公开的电气隔离器中的双轴编织纤维的示例；以及

图5是用于制造根据本公开的电气隔离器的模具的横截面图。

具体实施方式

本公开涉及电气隔离器，所述电气隔离器可以在飞机液压系统或液压流体管线中使用，以便提供坚固的流体承载结构，同时控制感应电流(例如通过雷电)和静电荷的耗散。

图1示出了根据本公开的实施方案的电气隔离器或流体承载元件10的横截面。

电气隔离器10形成流体输送网络的一部分，例如飞机中的液压流体网络。流体，例如液压流体，可以在箭头100的方向上流经电气隔离器10。

电气隔离器10包括第一流体承载构件或管道12和第二流体承载构件或管道14。第一管道12和第二管道14两者都可以是金属的。在图示的示例中，第一管道12与第二管道14具有相同的结构。第一管道12与第二管道14相对，并且彼此间隔开以在其间提供间隙。

在图示的示例中，第一管道12和第二管道14是管状的，即圆柱形的，并且具有圆形的横截面。其它形状和横截面是可能的。尽管在图1中，第一管道12和第二管道14被示出为绕轴线AA同轴延伸，但这不是必须的，并且设想其中第一管道12与第二管道14的轴线相对于彼此成一定角度的一些示例。所述角度例如可以小于90度、60度、30度、15度、10度或5度。

第一管道12和第二管道14两者都终止于肩部11中。与相应管道12、14的与所述肩部相邻的部分相比，肩部11具有增大的外径和/或厚度。肩部11包括径向表面15和从径向表面15轴向延伸的环形凸缘13。每个环形凸缘13终止于相应径向表面17处。

电阻性、半导电或非导电部件或衬里16位于第一管道12与第二管道14之间。衬里16将第一管道12连接至第二管道14，并且在其间维持流体路径(参见箭头100)。衬里在图1中示出为管状，并且与第一管道12和第二管道14同轴。如上所述，例如如果第一管道12与第二管道14的轴线相对于彼此成一定角度，则其它配置也是可能的。衬里16是电阻性、半导电或非导电的，使得衬里16本身不在第一管道12与第二管道14之间传导或传递电流。

衬里16的每个轴向端部包括径向表面19和从径向表面19轴向延伸(即，垂直于衬里16的轴线A而延伸)的环形凸缘18。衬里16的环形凸缘18终止于径向表面20处。

第一管道12和第二管道14的相应凸缘13被配置成装配和/或滑动至衬里16的相应凸缘18中。或者，衬里16的相应凸缘18可以被配置成装配和/或滑动至第一管道12和第二管道14的相应凸缘13中。由此，第一管道12和第二管道14的径向表面17接触衬里16的径向表面19并且与其相对。类似地，肩部11的径向表面15与衬里16的环形凸缘18的径向表面20接触并且相对。将理解，衬里16和肩部11可以按允许衬里16相对于第一管道12和第二管道14的肩部11密封的任何其它方式配置。

衬里16的内径可以与第一管道12和第二管道14的内径相同。这可以辅助减少对流经电气隔离器10的流体的干扰。

第一管道12和/或第二管道14的肩部11可以成形为使得当朝着相应管道12、14的端部(或朝着衬里16)移动时从相对小的外径逐渐变大至相对较大的外径。因此，肩部11形成楔形突出部，所述楔形突出部包括斜面，所述斜面的外径在朝向相应管道12、14的端部(或朝向衬里16)移动时增大。斜面可以终止于径向表面15处，所述径向表面可以限定肩部11具有最大外径的点。

衬里16的外径可以与第一管道12和第二管道14的肩部11的外径相同，例如，在斜面终止于径向表面15处的情况下。这产生了从衬里16的外表面至第一管道12和第二管道14的外表面的平滑过渡。

使用一个或多个密封构件25将衬里16相对于第一管道12和第二管道14两者流体密封。在所图示的实施方案中，密封构件25是环形“O”形环，并且设置有两个以密封第一管道12和第二管道14中的每一个。这些环形环位于第一管道12和第二管道14的环形凸缘13上的相应凹槽内。有可能使用其它数量或类型的密封，并且在其它布置中，例如，改为在衬里16的环形凸缘18上提供凹槽。

根据本公开，加强复合材料30位于第一管道12、第二管道14和衬里16周围。加强复合材料包括纤维和树脂混合物。所述纤维可以是玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维。在一个优选示例中，纤维可以是S2玻璃纤维。树脂混合物可以包括可以具有热固性(例如环氧树脂)或热塑性(例如聚醚醚酮 - “PEEK”)构造的树脂。在一个优选示例中，树脂可以是环氧树脂。

加强复合材料30可以由或基本上由纤维和树脂的混合物组成。加强复合材料30可以是连续的，并且覆盖第一管道12、第二管道14和衬里16中的全部，而在它们之间没有气隙和/或其它材料。第一管道12和第二管道14可以包括表面涂层或处理，并且所述表面涂层或处理可以是第一管道12或第二管道14与加强复合材料30之间的唯一材料。

加强复合材料30轴向地延伸超过第一管道12和第二管道14的肩部11。由此，当加强复合材料30在肩部11处在第一管道12和第二管道14的渐缩表面上延伸并且抱住时，加强复合材料30的内径减小。

由于加强复合材料30轴向延伸超过肩部11，因此加强复合材料30的最小内径(即，超过肩部11)可能小于第一管道12和第二管道14 (即在肩部11处)的最大外径。以这种方式，第一管道12、第二管道14和衬里16可以保持被加强复合材料30俘获。

替代地或另外，第一管道12和/或第二管道14的肩部11可以包括突起，加强复合材料在所述突起上延伸。替代地或另外，可以设置相应环形突起31，所述环形突起从第一管道12和第二管道14中的每一个的径向外表面径向向外延伸，环形突起31被定位成使得在加强复合材料30的每个轴向端部处的径向端面33可以邻接相应环形突起31并且由其保持在适当位置。

树脂混合物包括导电添加剂，例如炭黑、石墨烯和/或碳纳米管，并且可以按不同量将其并入至树脂混合物中，以实现特定应用的所需电导率。

替代地或另外，可以通过改变复合材料30中纤维或树脂混合物的量来获得所需电导率。应理解，复合材料30的电导率随纤维、树脂与添加剂的相对量而变，并且可以改变这些量以提供任何所需电导率。导电添加剂在树脂混合物中的存在量可以在0-10 wt.%之间。

加强复合材料在液压系统中使用时允许电气隔离器耐受其将经受的高内部压力而不会泄漏。为了实现对施加在电气隔离器上的径向力和轴向力两者的最佳抵抗力，传统上已形成加强复合材料以包括沿圆周缠绕在管道和电阻性、半导电或非导电部件(针对径向力)周围的纤维以及螺旋缠绕在管道以及电阻性、半导电或非导电部件周围的纤维(针对轴向力和某些径向力)。通常，纤维使用长丝缠绕工艺缠绕在管道和电阻性、半导电或非导电部件周围。

周向缠绕的纤维层(也称为“环向”纤维)为电气隔离器提供了额外的耐压性。环向纤维与结构的轴线成大角度缠绕，从而使其缠绕成非常紧密的螺旋体(或在一些情况下，甚至直接缠绕在其自身上，即与轴线成90度)。因此，环向纤维不能在径向压力下膨胀，因此对径向负载具有强抵抗性，即耐压。具有一层环向纤维的这种电气隔离器更好地适合于液压系统的高压。

尽管周向纤维非常适合于提供耐压性，但由于其不能在轴向方向上提供很大的强度，因此不太适合在轴向负载下将电气隔离器固定在一起。然而，螺旋缠绕纤维层确实提供了轴向强度。

此处，周向纤维是指具有通常为80度至90度，更优选为至少85度的大缠绕角(在缠绕期间纤维与(通常安装在心轴上的)部件的轴线形成的角度)的纤维。

螺旋纤维在此处是指具有通常在30度与70度之间的低缠绕角的纤维。通常难以以低于约30度的角度缠绕纤维，而高于70度的角度无法提供所需的轴向强度。

图2是示出加强复合材料的拉伸强度的正规化最终强度(即相对强度)的曲线图，所述加强复合材料包括相对于复合材料中的螺旋纤维的角度在环向和螺旋方向上延伸的纤维。数据是通过测试加强复合材料的管状测试试样获得的，并且使用ASTM D2290的塑料或加强塑料管的表观环向拉伸强度的标准测试方法以及ASTM D5450的环向缠绕聚合物基质复合圆柱体的横向拉伸特性的标准测试方法进行测试。

如所见，复合材料在拉伸时的相对强度从60度的纤维角度的约0.05增加至约42度的纤维角度的约0.1，接着逐渐更陡峭地增加至30度纤维角度的约0.25的相对强度、15度纤维角度的约0.6、0度纤维角度的为1的相对强度。因此，通过提供接***行于隔离器的纵向轴线(并且优选地，相对于隔离器的纵向轴线接近0度)延伸的纤维，有可能减小所生产的隔离器的大小和重量，因为将需要更少的纤维来提供加强复合材料所需的强度。由于使用较少的纤维可以减少制造加强复合材料所花费的时间，并且可以减少用于加强复合材料中的材料的成本，因此还可以降低生产隔离器的成本。

然而，当使用长丝缠绕工艺时，在根据本发明的隔离器中不可能实现低于约30度的纤维角度，因为可达到的角度受到第一管道12或第二管道14的径向外表面与电阻性、半导电或非导电部件的径向外表面之间的径向距离d_r以及待缠绕的湿纤维与其缠绕表面之间的摩擦系数的限制。如果增加径向距离d_r以允许实现小于30度的纤维角度，这将导致重量不合需要地增加(由于所用材料体积的增加)。此外，对于使用中分配给隔离器的包络(例如在飞机中)，以这种方式增加径向距离的隔离器可能太大。

需要提供一种用于隔离器的加强复合材料，其可以耐受根据本发明的隔离器所耐受的高压，同时最小化加强复合材料的重量和包络或直径。在各种示例中，这可以通过提供一种加强复合材料来实现，所述加强复合材料包括交织纤维而不是如上所述的缠绕长丝的环向纤维和螺旋纤维。

在如图3所示的本公开的一个示例中，加强复合材料可以包括由S2玻璃纤维形成的三轴编织管340。如图3中所见，三轴编织管340适于围绕衬里(未示出)的径向外表面以及第一和第二管道312 (未示出)的径向外表面延伸并且与之接触。三轴编织管340可以包括3组编织或编结在一起的纤维以形成管或筒，如复合材料领域中所知。三轴编织管340可以包括在大致轴向方向(即相对于隔离器的纵向轴线成约0度)上延伸的第一组纤维342、相对于隔离器的纵向轴线以约75度延伸的第二组纤维344，以及相对于隔离器的纵向轴线以约-75度或285度延伸的第三组纤维346。第一组纤维342、第二组纤维344和第三组纤维346交织以形成三轴编织管340。在本公开的任何示例中，第一组纤维342可以相对于隔离器的纵向轴线以在-10度与10度之间，或更优选地在-5度与5度之间的角度延伸。在本公开的任何示例中，第二组纤维344可以相对于隔离器的纵向轴线以在60度与90度之间的角度延伸。在本公开的任何示例中，第三组纤维346可以相对于隔离器的纵向轴线以-60度与-90度之间(300度与270度)的角度延伸。使用当前的编织机，将第二组纤维和第三组纤维相对于隔离器的纵向轴线以大于+/-75度的角度编织通常效率不高。

应理解，可以改变三轴编织管340中的第一、第二和第三组纤维的相对数量和角度，以满足特定隔离器的设计要求。

在一个示例中，三轴编织管340可以被预先形成，接着在组装隔离器时在衬里(未示出)的径向外表面以及第一和第二管道(312，未示出)的径向外表面上滑动。或者，在组装隔离器时，可以通过直接围绕衬里的径向外表面以及第一和第二管道312的径向外表面(未示出)编织而形成三轴编织管340。

在如图4所示的本公开的另一示例中，加强复合材料可以包括编织成双轴编织织物或网410的玻璃纤维，使得以约0度或基本上平行于隔离器的纵向轴线延伸的第一组纤维450与以约90度或基本上垂直于隔离器的纵向轴线延伸的第二组纤维452交织。在本公开的一个示例中，如图4所示的双轴编织织物可以直接缠绕在衬里16的径向外表面以及第一管道12和第二管道14的径向外表面上，如图1所示。

由于本公开的加强复合材料不是通过纤维的长丝缠绕而是通过将预编织纤维围绕衬里16的外表面以及第一管道12和第二管道14的径向外表面放置或缠绕而形成的，因此第一管道12和第二管道14的肩部11的锥角不决定纤维缠绕在衬里16的外表面以及第一管道12和第二管道14的径向外表面上的角度。因此，肩部11的形状可以设计成使隔离器的性能最佳。因此，可以通过减少在肩部11中使用的金属或其它材料的量来潜在地减小隔离器的重量。

在本公开的任何示例中，如果需要增加加强复合材料30抵抗径向负载的强度，则可以在三轴编织管340或双轴编织织物410上周向缠绕额外的纤维(例如玻璃纤维)。当与不存在垂直于隔离器的纵向轴线或与隔离器的纵向轴线成约90度延伸的纤维的三轴编织材料(如图3的三轴编织管340中)一起使用时，这可能是最有益的。在隔离器可能耐受高径向负载的某些示例中，额外周向缠绕纤维可以允许较少的交织纤维用于三轴编织管或双轴编织织物中，以实现所需的径向强度，从而减少制造加强复合材料所花费的时间并且降低其重量和成本。

在上述任何示例中，加强复合材料30还包括例如环氧树脂的树脂。

上文论述的特征提供了一种电气隔离器，所述电气隔离器在控制电流与耗散电荷之间达到平衡，同时还能够耐受高压。当在液压流体管线(例如飞机的液压流体管线)中并入电气隔离器时，高液压压力的问题尤其重要，所述液压流体管线通常以比在约100 psi的压力下操作的燃料管线中高的压力(例如，大于3000 psi)下操作。

这可以用于需要受控电阻的加压流体系统中。本文所述的电气隔离器实现了牢固的静态密封、抗疲劳性、电连续性。

本文所公开的导电加强复合材料的使用消除了对常规布置中表现出的导电引线的需求。同时，与可能难以制造的粘合结合不同，本公开的布置消除了对粘合剂和表面准备的需要。在树脂中使用导电添加剂还意味着通过简单地改变树脂中的导电添加剂的量，可以在生产期间调节电气隔离器的电阻率(或电导率)。

现在将描述形成图1的电气隔离器10的方法。

可以设置第一管道12和第二管道14。第一管道12和/或第二管道14可以形成管道网络的一部分，或者各自包括较大管道的端部。电气隔离器10可以是在大于1000、2000或3000 psi下操作的液压管道网络的一部分，例如飞机中的液压系统或液压流体管道。

环形密封件25***第一管道12和第二管道14上的相应凹槽中。接着可以使第一管道12和第二管道14的端部彼此靠近，并且可以将电阻性、半导电或非导电部件或衬里16放置在其间。第一管道12和第二管道14的环形凸缘13可以***至衬里16的相应环形凸缘18中(或上方)。这在第一管道12与第二管道14之间形成连接。

由于存在密封件25，衬里16被流体密封在第一管道12和第二管道14上。这允许流体从第一管道12流动或输送至第二管道14。

为了提供加强，加强复合材料30位于第一管道12、第二管道14和衬里16周围。复合材料30可以是连续的，并且接触第一管道12、第二管道14和衬里16中的全部。

在本公开的一个示例中，加强复合材料可以包括由S2玻璃纤维形成的三轴编织管340，如图3所示。可以使用本领域中已知的三轴编织机来预先形成三轴编织管。

当组装隔离器时，三轴编织管340可以在衬里16的径向外表面以及第一管道12和第二管道14的径向外表面上滑动。在替代示例中，可以通过使用已知的三轴编织机将衬里16的径向外表面以及第一管道12和第二管道14的径向外表面直接编织(即，通过原位编织)来形成三轴编织管340。

在本公开的另一示例中，玻璃纤维可以被编织成例如图4所示的双轴编织的织物或网410。在本公开的一个示例中，双轴织造织物410可以直接缠绕在衬里16的径向外表面以及第一管道12和第二管道14的径向外表面周围。在替代示例中，可以将双轴编织织物410切割成所需宽度，接着周向地缠绕在衬里16的径向外表面以及第一管道12和第二管道14的径向外表面周围。

在本公开的任何示例中，如果需要增加复合材料30抵抗径向负载的强度，则在管340或织物410已经防止在衬里16的径向外表面以及第一管道12和第二管道14的径向外表面周围之后，例如玻璃纤维的纤维可以周向地缠绕在三轴编织管340或双轴编织织物410上。

在已将所需的纤维布置(例如，包括上述的三轴编织管340)放置在衬里16的径向外表面以及第一管道12和第二管道14的径向外表面周围之后，接着添加树脂以形成加强复合材料。在本公开的任何示例中，可以使用RTM技术。如图5中所见，可以提供两部分式模具560。两部分式模具560包括第一半部562和第二半部564，其适合于放置在纤维566、衬里516的径向外表面以及第一管道512和第二管道514的径向外表面周围并且接合在一起以形成模具，所述模具的横截面基本上是环形的并且与外部环境密封。应理解，模具可以由两个以上的部分制成，并且可以采用任何形式以提供所需的内部形状和工作表面。

如图5中所见，相应的第一半部562和第二半部564的径向内表面568、570在两部分式模具560与纤维566之间提供间隙G。相应的第一半部562和第二半部564的径向内表面568、570可能适于遵循纤维566的径向外表面572的形状，使得纤维566的径向外表面572与相应的第一半部562和第二半部564的径向内表面568、570之间的距离D在两部分式模具560的纵向范围内保持基本上恒定。两部分式模具560还适于使得模具在纵向上延伸超过第一管道512和第二管道514上的环形突起531以及围绕第一管道512和第二管道514中的每一者的一部分的纤维566。两部分式模具560的轴向端部572、574由相应的第一半部562和第二半部564的径向延伸的端面576、578封闭。两部分式模具560的第一半部562包括输入通道580和排出通道582。

在已将所需的纤维566的布置(例如，包括上述的三轴编织管340)放置在衬里516的径向外表面以及第一管道512和第二管道514的径向外表面周围之后，两部分式模具560放置在纤维566、衬里516以及第一管道512和第二管道514周围。接着通过将第一半部562和第二半部564合在一起来闭合模具560。模具560被夹紧，并且在端面576、578与第一管道512和第二管道514之间以及在第一半部562与第二半部564之间的界面被密封。

接着向排出通道582施加真空，并且在压力下通过输入通道580将含有碳黑添加剂的树脂(例如环氧树脂)注入至模具560中。在施加至排出通道582的压力和真空下注入的组合使树脂纵向穿过模具560，以使其沿着间隙G的整个纵向范围延伸，并且沿其整个纵向范围径向渗透至纤维566中。

在本公开的任何示例中，可以使用快速或迅速固化树脂来减少在加强复合材料中固化树脂所需的时间。

接着将热施加至模具560以固化树脂。这使纤维566和树脂凝固成固态加强复合部件。接着可以将模具松开并且打开，以便可以去除包括加强复合材料的隔离器。

当穿透例如纤维566的纤维网时，纤维可起到滤出树脂中的炭黑或其它添加剂的作用。这是不希望的，因为可能导致复合材料的导电特性在其纵向范围内变化，这取决于从树脂中滤出的添加剂的百分比。使用上述的RTM方法，由于树脂在径向穿透纤维566之前分布在模具的纵向范围内，因此纤维的过滤效果降至最低。通过在压力下将树脂注入模具中和/或通过向模具施加真空，可以优化此效果。

另外，使用上述的RTM方法，在加强复合材料的径向外表面上形成光滑的表面光洁度。这是由于模具560的径向内表面568、570是光滑的。光滑的表面光洁度有助于检测BVID(目视勉强可见冲击损伤)。相比之下，通过传统的长丝缠绕方法形成的隔离器中的加强复合材料的外表面将不光滑，因此将较难以检测到BVID。

一旦固化，加强复合材料便用于在高压流体通过电气隔离器10时将电气隔离器10的部件保持在一起以提供强度和阻力。

所述方法可以进一步包括在大于1000、2000或3000 psi的压力下使流体通过电气隔离器10，即经由衬里16从第一管道12至第二管道14。因此，为了操作安全，电气隔离器10可以设计成耐受高达20,000 psi的内部压力。

尽管已经参考各种实施方案描述了本公开，但本领域技术人员将理解，可以在形式和细节上进行各种改变而不背离所附权利要求书中阐述的本公开的范围。