电隔离器

文档序号:1085015 发布日期:2020-10-20 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 电隔离器 (Electrical isolator ) 是由 W.波利特 J.W.伯纳德 于 2019-12-13 设计创作,主要内容包括:描述一种电隔离器,其包括:第一流体载运构件和第二流体载运构件,第二流体载运构件与第一流体载运构件间隔开;电阻性、半导电或非导电部件,所述部件位于第一流体载运构件与第二流体载运构件之间,其中所述部件适于输送从第一流体载运构件流向第二流体载运构件的流体;其中第一流体载运构件包括沿径向向外延伸的第一环形突出部,并且第二流体载运构件包括沿径向向外延伸的第二环形突出部,使得在第一环形突出部与第二环形突出部之间形成环形空腔;其中电隔离器还包括:在环形空腔中的沿周向卷绕的纤维增强聚合物的层;以及螺旋状卷绕的纤维增强聚合物的层,螺旋状卷绕的纤维增强聚合物的层在第一环形突出部、环形空腔和第二环形突出部上方延伸。(An electrical isolator is described, comprising: a first fluid carrying member and a second fluid carrying member, the second fluid carrying member being spaced apart from the first fluid carrying member; a resistive, semi-conductive or non-conductive component, the component being located between the first fluid carrying means and the second fluid carrying means, wherein the component is adapted to transport fluid flowing from the first fluid carrying means to the second fluid carrying means; wherein the first fluid carrying member comprises a first annular protrusion extending radially outwardly and the second fluid carrying member comprises a second annular protrusion extending radially outwardly such that an annular cavity is formed between the first and second annular protrusions; wherein the electrical isolator further comprises: a layer of circumferentially wound fiber reinforced polymer in the annular cavity; and a layer of helically wound fiber reinforced polymer extending over the first annular protrusion, the annular cavity, and the second annular protrusion.)

电隔离器

技术领域

本公开总体上涉及电隔离器,并且更具体地说涉及用于在飞机的液压流体管线中使用的电隔离器。所述电隔离器可以用于连接两个流体载运构件,诸如管道、软管或管子,例如输送液压流体的管道。

背景技术

飞机和其他载具含有大量流体输送系统,明确地说是包括流体输送部件(诸如管道)的液压系统。此类部件通常是金属的并且具有良好的导电性。

将装置结合到此类系统中以在所述金属部件之间形成电隔离器。这些隔离器通过安全地使静电积聚消散来防止静电荷的积聚,并且还防止例如由于雷击而致使过量电流流过所述系统。如果在所述系统中不存在此类隔离器,那么这两个事件都可能会导致火灾危险。

当结合到流体输送系统中时,所述电隔离器还需要用作用于流体的安全通路。在某些系统中,例如飞机中的液压系统或液压流体管线,除了其他载荷和环境因素之外,所述隔离器还需要能够耐受高压。

本公开是针对平衡以上因素以在增压流体系统内提供电隔离功能。

EP 3153756描述了此类电隔离器,其中在电阻性部件的顶部上方设有增强复合材料。通过向树脂添加导电添加剂以便控制所述电隔离器内的电导率来使所述增强复合材料变为部分导电的,使得所述电隔离器可以使静电积聚消散,同时在雷击的情况下不会成为主导电路径。

发明内容

根据本公开的一个方面,提供一种电隔离器,所述电隔离器包括:

第一流体载运构件和第二流体载运构件,所述第二流体载运构件与所述第一流体载运构件间隔开;

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载运构件与所述第二流体载运构件之间,其中所述电阻性、半导电或非导电部件适于输送从所述第一流体载运构件流向所述第二流体载运构件的流体;

其中所述第一流体载运构件包括沿径向向外延伸的第一环形突出部,并且所述第二流体载运构件包括沿径向向外延伸的第二环形突出部,使得在所述第一环形突出部与所述第二环形突出部之间形成环形空腔;

其中所述电隔离器还包括:

在所述环形空腔中的沿周向卷绕的纤维增强聚合物的层;以及

螺旋状卷绕的纤维增强聚合物的层,所述螺旋状卷绕的纤维增强聚合物的层在所述第一环形突出部、所述环形空腔和所述第二环形突出部上方延伸。

根据本公开的另一个方面,提供一种形成一个或多个电隔离器的方法,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载运构件连接到第二流体载运构件,使得所述电阻性、半导电或非导电部件能够输送从所述第一流体载运构件流向所述第二流体载运构件的流体;

在从所述第一流体载运构件沿径向向外延伸的第一环形突出部与从所述第二流体载运构件沿径向向外延伸的第二环形突出部之间形成的环形空腔中卷绕周向纤维的层;

在所述第一环形突出部、所述环形空腔和所述第二环形突出部上方卷绕螺旋纤维的层。

所述沿周向卷绕的纤维(也被称作“箍筋”纤维)的层向接头提供额外的耐压性。箍筋纤维与结构的轴线成大角度来卷绕,使得其按非常窄的螺旋来卷绕(或在一些情况中,甚至直接卷绕在自身上,即,与所述轴线成九十度)。因而,箍筋纤维在径向压力下无法展开并且因此能耐受径向载荷,即,其是耐压的。具有箍筋纤维的层的此类电隔离器更好地适应液压系统的高压。

虽然周向纤维非常适合于提供耐压性,但是其不是很适合于将接头固持在一起,因为其在轴向方向上不会提供很大强度。然而,在径向上设置于所述周向纤维外的所述螺旋状卷绕纤维的层提供轴向强度。由于此层卷绕在设置于所述第一流体载运构件和所述第二流体载运构件上的所述环形突出部上面,因此所述螺旋纤维的层对这两个突出部提供轴向压缩并且因此将所述两个流体载运构件和所述电阻性、半导电或非导电部件全部紧紧地固持在一起。

当螺旋纤维卷绕在周向纤维的顶部上面时,所述螺旋纤维还倾向于挤压下面的周向纤维,因为所述螺旋纤维在径向上以及在轴向上压紧。如果所述周向纤维在轴向方向上扭曲,那么所述周向纤维会失去其形状,这样会使卷绕后续的层成问题。将所述周向纤维设置于在所述两个环形突出部之间形成的环形空腔中表示所述周向纤维抵抗轴向扩展而被容纳并且因此保持在接头的区域中以便使用足够数量的周向纤维来提供所要的耐压性。这还确保一致的表面以使纤维缠绕在上面。

周向纤维在此处表示具有大的卷绕角度的纤维(在卷绕期间纤维与零部件(通常安装在心轴上)的轴线所成的角度)),所述卷绕角度通常是80度一直到90度,更优选地至少85度。

螺旋纤维在此处表示具有小的卷绕角度的纤维,所述卷绕角度通常是在30度与70度之间。通常难以以低于约30度的角度来卷绕纤维,而高于70度的角度不会提供所要的轴向强度。然而,如果可以实现纤维放置,那么低至几乎0度的较低角度也仍是可行的。即便真的可以使用轴向纤维来替代螺旋纤维(即,与所述轴线成0度角的纤维,即,平行于所述轴线),但是此类纤维的放置仍是困难的。

在一些实例中,所述螺旋状卷绕的纤维增强聚合物的层可以是部分导电的。此导电性实现了静电的消散,但可以控制所述导电性,使得所述螺旋状卷绕的纤维增强聚合物的层在雷击的情况下不会提供主导电路径。

可以通过添加导电添加剂来控制所述螺旋状卷绕的纤维增强聚合物的层的导电性。可以使用任何合适的导电添加剂。然而,在一些优选实例中,所述导电添加剂是碳黑或碳纳米管。

应了解,还可以使所述轴向纤维增强聚合物变为部分导电的。在一些实例中,此将不是必须的,因为所述螺旋纤维增强聚合物与所述第一流体载运构件和所述第二流体载运构件电接触并且因此提供所要的导电路径,使得无需向所述周向纤维增强聚合物添加任何导电填料。在其他实例中,添加导电填料可能是优选的,例如,以实现所要的电气性质。

因此,此类隔离器使用增强复合材料来包围所述第一流体载运构件、所述第二流体载运构件和所述非导电部件,同时提供通过所述增强复合材料的导电路径,而不是所述部件密封所述两个流体载运构件。这样提供一种装置,所述装置有效地使电荷积累消散并且使两个输送装置之间的接头电隔离,同时提供耐受住高压的强接头。

所述导电添加剂可以以按重量或体积计为树脂混合物的高达或至少为30%、20%、10%、5%、2%或1%的量存在于所述树脂混合物中。树脂和/或纤维可以以按重量或体积计为增强复合材料的高达或至少为30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%的量存在于所述增强复合材料中。

在一些实例中,所述沿周向卷绕的纤维增强聚合物的层沿径向向外延伸了所述第一环形突出部和所述第二环形突出部的至少径向范围。虽然将了解在一些实例中其可以延伸到比所述突出部小的径向范围,但是这会伴随着在所述沿周向卷绕的纤维与卷绕在所述突出部上面的螺旋纤维之间产生空隙。因此,优选的是,所述周向纤维层沿径向向外延伸至少像所述突出部一样远。在大多数设计中,希望两个突出部是相同高度的。然而,如果出于任何原因高度存在差异,那么将周向纤维至少卷绕到较高突出部的高度(径向范围)将为优选的。所述周向纤维可以卷绕到比所述突出部大的径向范围,例如以提供更多耐压性。

所述突出部可以具有任何合适的形状。然而,在一些实例中,所述第一环形突出部和所述第二环形突出部在朝向所述电阻性、半导电或非导电部件移动时从相对较小的厚度和/或外径渐变为相对较大的厚度和/或外径。

所述螺旋状卷绕的纤维增强聚合物的层在沿背对所述电阻性、半导电或非导电部件的方向移动时优选地沿轴向延伸经过所述锥形突出部中的每一者。这样可以提供一种固定结构,所述固定结构紧固所述第一流体载运构件、所述第二流体载运构件以及所述电阻性、半导电或非导电部件。由于所述螺旋状卷绕的纤维层从一端处的小直径(第一流体载运构件的外径)渐变、通过较大直径(包括所述电阻性、半导电或非导电部件以及所述箍筋纤维层和所述突出部的接头)并且返回到另一端处的小直径(第二流体载运构件的外径),因此其将接头稳固地固持在一起。

因此,在优选实例中,所述螺旋状卷绕的纤维增强聚合物的层在沿背对所述电阻性、半导电或非导电部件的方向移动时沿轴向延伸经过所述第一流体载运构件和所述第二流体载运构件的所述第一锥形环形突出部和所述第二锥形环形突出部中的每一者。

在所述环形空气内的所述周向纤维将卷绕在上面的表面可以由所述第一流体载运构件和对所述第二流体载运构件以及所述电阻性、半导电或非导电部件的组合形成。然而,在一些实例中,所述突出部之间的所述卷绕表面整个由所述电阻性、半导电或非导电部件的外径形成将是方便的。因此,在某些优选实例中,所述电阻性、半导电或非导电部件沿轴向延伸越过所述环形空腔的整个宽度。这样提供了一个均一且一致的表面,周向纤维将会卷绕在所述表面上。另外,由于电阻性、半导电或非导电部件的某个区通常需要来自周向纤维的最大强度,因此就材料和因此重量来说,使周向纤维层的宽度与所述电阻性、半导电或非导电部件的宽度相同是有效的。另外,由于突出部优选地形成所述空腔的侧壁并且由于所述突出部还限定所述过卷绕的螺旋纤维层的轴向范围,因此此布置还使接头的总轴向范围最小化并且因此同样使材料和重量最小化。

在一些实例中,所述突出部的形成空腔的侧壁的侧(即,离所述电阻性、半导电或非导电部件最近的侧以及因此与前述锥形侧相对的侧)垂直于所述流体载运构件以及所述电阻性、半导电或非导电部件的轴线(即,基本上垂直于所述电阻性、半导电或非导电部件的形成所述环形空腔的底部的外径)而形成。

在优选实例中,所述电隔离器还包括:纤维增强聚合物的牺牲层,所述牺牲层在径向上设置于所述螺旋状卷绕的纤维增强聚合物的层外。所述牺牲层提供一个外表面,所述外表面可以经过机械加工以便对所述隔离器整形以便附接到其他结构(例如,飞机内的支撑结构)。所述牺牲层确保此类机械加工不会损坏下面的螺旋纤维,损坏所述螺旋纤维可能会减小接头的轴向强度。此外牺牲层可以任选地由沿周向卷绕的纤维增强聚合物制成,并且其可以任选地具有部分导电性,例如如上文所论述通过包括导电填料。

所述第一流体载运构件和所述第二流体载运构件可以是金属的。

所述第一流体载运构件和/或第二流体载运构件和/或电阻性、半导电或非导电部件和/或增强复合材料可以是管状的。所述第一流体载运构件和/或第二流体载运构件和/或电阻性、半导电或非导电部件和/或增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。

可选地,所述第一流体载运构件和/或第二流体载运构件和/或电阻性、半导电或非导电部件和/或复合层(螺旋和周向)可以各自具有其他形状和横截面,诸如正方形、矩形、三角形或不规则横截面。

所述第一流体载运构件和/或第二流体载运构件和/或电阻性、半导电或非导电部件和/或纤维增强聚合物层的直径可以是至少为或不大于5 mm、10 mm、15 mm、20 mm、25mm、30 mm、35 mm、40 mm、45 mm、50 mm、60 mm、70 mm、80 mm、90 mm或100 mm。

所述第一流体载运构件和/或第二流体载运构件和/或电阻性、半导电或非导电部件和/或纤维增强聚合物层的厚度可以是至少为或不大于1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm或10mm。

所述第一流体载运构件、所述第二流体载运构件和所述电阻性、半导电或非导电部件可以具有基本上恒定的内径。这样可以减少流体在流经隔离器时所经历的晃荡的量,这又减少静电荷的积聚。

在优选实例中,在所述螺旋状卷绕的纤维增强聚合物与所述第一流体载运构件和所述第二流体载运构件之间不存在空气间隙或其他材料。这样确保所述螺旋状卷绕的纤维接触所述第一和第二流体载运构件并且将其直接压到所述电阻性、半导电或非导电部件上以获得良好的接头强度和稳定性。

根据本公开的一个方面,提供一种例如用于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文所描述的电隔离器。已发现,本文中公开的技术特别适合于使处于高压下的部件电隔离,例如,在液压系统中经历的高压,诸如大于1000、2000或3000 psi。在其他方面中,提供一种例如用于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文所描述的电隔离器。

将了解,任何合适的纤维放置技术可以用于形成所述周向(箍筋)卷绕的纤维层和所述螺旋或轴向卷绕的纤维层。合适技术的实例包括丝状物卷绕、编织、先进的纤维放置、树脂传递模塑等。

还将了解,可以使用任何合适类型的纤维。举例来说,所述纤维可以包括玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。

所述纤维增强聚合物可以由其中嵌入了纤维的聚合物基质(诸如树脂)形成。所述树脂混合物可以包括树脂,所述树脂可以是热固性聚合物(例如,环氧树脂)或热塑性聚合物(例如,聚醚醚酮-“PEEK”)。

还将了解,所述纤维放置技术可以包括在任何合适的时间(例如,在放置纤维之前、期间或之后)向纤维添加树脂。

另外,虽然将了解,不同的树脂可以用于不同的纤维层,但是在一些实例中使用相同的树脂以提高所述层之间的结合是优选的。另外,虽然所述不同的层可以是单独地固化,但是使两个层一起同时固化以便通过聚合交联将所述两个层化学键合是优选的。

在本文中描述的实施方案的任何方面中,所述第一流体载运构件和所述第二流体载运构件可以被配置成载运或输送流体并且不限于任何特定的几何形状或横截面。所述第一流体载运构件、所述第二流体载运构件和所述电阻性、半导电或非导电部件可以彼此同轴。

所述螺旋纤维增强聚合物层包围所述第一和第二流体载运构件,但通常只是其端部部分,例如,离所述电阻性、半导电或非导电部件最近。所述螺旋纤维增强聚合物层可以是从所述第一流体载运构件(或其端部部分)延伸并且越过所述电阻性、半导电或非导电部件(以及周向卷绕纤维增强聚合物层)延伸到所述第二流体载运构件(或其端部部分)的连续的管子。

所述螺旋纤维增强聚合物层可以具有变动的横截面积和/或内径和/或外径。可选地,所述螺旋纤维增强聚合物层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。所述螺旋纤维增强聚合物层的横截面积在其长度的范围内变化不大于5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、100%、200%、300%、400%或500%。

所述电隔离器还可以包括位于所述第一流体载运构件的协作表面与所述电阻性、半导电或非导电部件的第一端的协作表面之间的一个或多个第一密封件。所述电隔离器还可以包括位于所述第二流体载运构件的协作表面与所述电阻性、半导电或非导电部件的第二端的协作表面之间的一个或多个第二密封件。所述协作表面可以是通过将所述流体载运构件与所述电阻性、半导电或非导电部件重叠(例如,通过将所述部件中的一者部分地***于另一者内部)而形成。所述协作表面因此可以是所述第一(或第二)流体载运构件的面向外表面(即,外径)和所述电阻性、半导电或非导电部件的第一(或第二)端的面向内表面(即,内径)。在此类布置中,所述电阻性、半导电或非导电部件部分地环绕第一和第二流体载运部件中的每一者。同样地,所述协作表面可以是所述第一(或第二)流体载运构件的面向内表面(即,内径)和所述电阻性、半导电或非导电部件的第一(或第二)端的面向外表面(即,外径)。在此类布置中,所述电阻性、半导电或非导电部件部分地被第一和第二流体载运部件中的每一者环绕。

如上文所描述将密封件定位于所述表面之间可以提供密封组件的最佳位置。所述协作表面的尺寸可以是使得在组装时一个或多个第一和第二密封件压到相对的表面上。

所述一个或多个第一和第二密封件可以被配置成将所述电阻性、半导电或非导电部件与所述第一流体载运构件和所述第二流体载运构件流体地隔离。

附图说明

现在将仅举例并且参看附图来描述某些优选实例,在附图中:

图1示出根据本公开的一个实例的电隔离器的截面图;

图2图解说明卷绕在箍筋纤维上的问题;以及

图3示出图1的电隔离器的透视图。

具体实施方式

本公开涉及电隔离器,所述电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载运结构,同时控制所诱发的电流(例如,由闪电诱发)以及静电荷的消散。此类电隔离器还可以在例如飞机中的燃料管线中使用。

图1示出根据本公开的一个实施方案的电隔离器或流体载运元件10的截面图。

电隔离器10形成流体载运网络(诸如飞机中的液压流体网络)的部分。流体(例如液压流体)可以沿箭头100的方向流经电隔离器10。

电隔离器10包括第一管道12和第二管道14。第一管道12和第二管道14可以是金属的。在所示实例中,第一管道12和第二管道14具有相同的结构。第一管道12和第二管道14彼此相对并且间隔开以在其间提供间隙。

在所示实施方案中,第一管道12和第二管道14是管状的,即,形状是圆柱形的并且具有圆形横截面。其他的形状和横截面是可能的。虽然在图1中第一管道12和第二管道14被示出为同轴的,但是这不是必需的,并且可以设想到第一管道12和第二管道14的轴线相对于彼此成某角度的实施方案。所述角度可以例如小于90、60、30、15、10或5度。

第一管道12和第二管道14终止于肩部部分11。肩部部分11与相应管道12、14的与其相邻的部分相比具有增大的外径和/或厚度。肩部部分11包括垂直于所述管道的轴线A的径向延伸表面15以及从径向延伸表面15沿轴向延伸的环形凸缘13。每个环形凸缘13都终止于相应的径向延伸表面17。

电阻性、半导电或非导电部件或内衬16位于第一管道12与第二管道14之间。内衬16将第一管道12连接到第二管道14并且在其间维持流体路径(见箭头100)。所述内衬在图1中示出为管状的,并且与第一管道12和第二管道14同轴。其他配置是可能的,例如如上文所论述如果第一管道12和第二管道14的轴线相对于彼此成角度。内衬16是电阻性、半导电或非导电的,使得其自身不会在第一管道12与第二管道14之间传导或传送电流。

内衬16的每个轴向端部包括径向表面19以及从径向延伸表面19沿轴向延伸(即,垂直于内衬16的轴线A延伸)的环形凸缘18。内衬16的环形凸缘18终止于径向延伸表面20。

第一管道12和第二管道14的相应凸缘13被配置成安装和/或滑动到内衬16的相应凸缘18中。可选地,内衬16的相应凸缘18可以被配置成安装和/或滑动到第一管道12和第二管道14的相应凸缘13中。因而,第一管道12和第二管道14的径向延伸表面17接触内衬16的径向延伸表面19并与所述径向延伸表面相对。类似地,肩部部分11的径向延伸表面15接触内衬16的环形凸缘18的径向延伸表面20并与所述径向延伸表面相对。

内衬16的内径可以与第一管道12和第二管道14的内径相同。这样可以帮助减少对流经电隔离器10的流体的扰动。

第一管道12和/或第二管道14的肩部部分11可以被整形以便在朝向相应管道12、14的末端(或朝向内衬16)移动时从相对较小的外径渐变为相对较大的外径。肩部部分11因此形成锥形突出部,所述锥形突出部包括在朝向相应管道12、14的末端(或朝向内衬16)移动时外径增大的斜坡。所述斜坡可以终止于径向延伸表面15,所述径向延伸表面可以限定肩部部分11具有最大外径的点。

使用一个或多个密封构件25使内衬16与第一管道12和第二管道14流体隔离。在所示实施方案中,密封构件25是环形“O”形环,并且设有两个密封构件来密封第一管道12和第二管道14中的每一者。所述环形环安放于第一管道12和第二管道14的环形凸缘13上的相应凹槽内。将可以使用其他量或类型的密封件并且在其他布置中例如改为在内衬16的环形凸缘18上设有凹槽。

两个相对的径向延伸表面15形成环形空腔30的壁,所述环形空腔的底部由内衬16的径向外表面31形成。在此实例中,内衬16延伸越过环形空腔30的整个宽度并且因此提供单个连续的表面,沿周向卷绕的纤维增强聚合物的层32卷绕在所述表面上。

所述沿周向卷绕的纤维增强聚合物的层32在内衬16与两个管道12、14之间的接头上提供良好的耐压性。明确地说,所述沿周向卷绕的纤维增强聚合物的层32位于环形空腔30内,受限于形成空腔30的壁的径向延伸表面15。所述沿周向卷绕的纤维增强聚合物层32因此在轴向上被约束于空腔30内,由此保持其形状以及耐压性的质量。

在图1中所示的实例中,所述沿周向卷绕的纤维的层32沿径向延伸到与径向延伸表面15的顶部相同的高度。因此,层32的外径与第一管道12和第二管道14的肩部部分11的外径相同,例如其中斜坡(锥形突出部)终止于径向延伸表面15。这样产生了从层32的外径到第一管道12和第二管道14的外表面的平滑过渡并且因此提供良好的表面,轴向或螺旋纤维增强聚合物的层33铺设在所述表面上。在其他实例中,层32可以具有比肩部部分11大的高度。在此类情况中,层33的过卷绕可能会导致层32的周向纤维的一定程度的移位,但是层32的大部分仍保持被约束于环形空腔30内。

在图2中图解说明了由卷绕超过周向纤维的顶部导致的纤维移位问题。该图示出了如果周向纤维层32不像图1中所示那样被约束于环形空腔内将会出现的情形。因此,在图2中,内衬16占据整个空腔30,使得内衬16的外径与肩部部分11的高度齐平。如所示,如果在此布置中周向纤维层32将卷绕超过肩部11和内衬16并且因此轴向或螺旋纤维33将卷绕超过周向纤维32的顶部,那么由轴向或螺旋纤维33导致的压缩会使轴向纤维32在轴向上展开。这个问题因为肩部部分11上斜坡的存在而加剧,因为周向纤维32被所述斜坡往下挤压。在这种情况发生时,周向纤维层32的厚度和均一性受损,这又有损其强度和耐压性。同时,轴向或螺旋纤维33并未直接与肩部部分11上的斜坡的表面接触并且因此层33的压缩力不会被有效地传递,而无法压缩接头并将其全部固持在一起。

相比之下,转回到图1,可以看到,轴向或螺旋纤维层33直接接触斜坡并且因此直接用于将管道12、14和内衬16压紧到一起以形成坚固且稳定的接头。由于就纤维层32、33在所要方向上提供相应的力来说此布置更有效,因此可以将那些层32、33所需的材料的量降至最少,由此减少零部件的重量。

将了解,在图1中所示的实例中,肩部部分11由直径朝向内衬16增大的锥形斜坡以及径向延伸壁15形成,所述肩部部分形成环形突出部,所述环形突出部又形成环形空腔30的壁。径向延伸壁15对层32提供良好的约束,而所述锥形斜坡提供一个良好的表面,层33将卷绕在所述表面上。然而,在其他实例中,可以使用环形突出部的不同外形,例如在面向层32的侧上具有锥形表面并且因此约束层32和/或在背对层32的侧上具有径向延伸表面。

在层32和33中的任一者或两者中使用的纤维可以是玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。所述树脂混合物可以包括热固性树脂(例如,环氧树脂)或热塑性树脂(例如,聚醚醚酮-“PEEK”)。

纤维增强聚合物层32、33可以由或基本上由纤维与树脂混合物组成。轴向或螺旋纤维增强层33可以是连续的并且覆盖第一管道12、第二管道14和周向纤维层32中的所有者,其间无空气间隙和/或其他材料。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与纤维增强层33之间的唯一材料。

轴向或螺旋纤维增强聚合物层33沿轴向延伸经过第一管道12和第二管道14的肩部部分11。因而,轴向或螺旋纤维增强聚合物层33的内径随着层33延伸越过第一管道12和第二管道14的锥形表面并且在肩部部分11处紧挨着所述锥形表面而减小。

由于轴向或螺旋层33沿轴向延伸经过肩部部分11,层33的最小内径(即,经过肩部部分11)可以小于第一管道12和第二管道14的最大外径(即,在肩部部分11处)。以此方式,第一管道12、第二管道14和内衬16可以由轴向或螺旋层33紧固。

如上文所论述,可选地或另外地,第一管道12和/或第二管道14的肩部部分11可以包括凸部,层33在所述凸部上面延伸。

层33的树脂混合物包括导电添加剂,例如碳黑和/或碳纳米管,并且这可以以变化的量结合到树脂混合物中以针对特定应用实现所要导电性。

可选地或另外地,可以通过改变层33中的纤维或树脂混合物的量来实现所要导电性。将了解,层33的导电性随着纤维、树脂和添加剂的相对量而变并且这些量可以改变以提供任何所要的导电性。所述导电添加剂可以以0到10 wt.%的量存在于树脂混合物中。

上文论述的特征提供了一种电隔离器,所述电隔离器实现控制电流与消散电荷的平衡,同时还能够耐受高压。在将电隔离结合到液压流体管线(例如,飞机的液压流体管线)中时,高流体压力的问题特别重要,所述液压流体管线通常在比例如燃料管线高的压力下操作,例如大于3000 psi,所述燃料管线在约100 psi的压力下操作。

所述电隔离器可以在需要受控的电阻的任何流体系统中使用。本文中描述的电隔离器实现健壮的静态密封、抗疲劳能力以及电连续性。

使用如本文中公开的导电复合层去除了对见于常规布置中的导电线的需要。同时,与可能难以制造的粘结不同,本公开的布置去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表示可以在制造期间通过简单地改变树脂中的导电添加剂的量来调整电隔离器的电阻率(或电导率)。

现在将描述形成图1的电隔离器10的方法。

可以提供第一管道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部分,或各自包括较大管道的端部部分。电隔离器10可以是在大于1000、2000或3000psi的压力下操作的液压管道网络(例如,飞机中的液压系统或液压流体管道)的部分。

将环形密封件25***于第一管道12和第二管道14上的相应凹槽中。随后可以将第一管道12和第二管道14的端部拉到彼此接近,并且可以将电阻性、半导电或非导弹部件或内衬16放置于其间。可以将第一管道12和第二管道14的环形凸缘13***到内衬16的对应环形凸缘18中(或上面)。这样形成在第一管道12与第二管道14之间形成连接。

由于密封件25的存在,内衬16与第一管道12和第二管道14流体地隔离。这样允许流体从第一管道12流到或被输送到第二管道14。

将周向(箍筋)纤维增强聚合物的层32卷绕到内衬16的外径31上,一直到肩部部分11的外径的高度(径向范围)水平。所述肩部部分(环形突出部)与所述内衬一起形成了环形空腔,所述环形空腔限制层32在轴向展开。树脂可以与纤维一起施加(例如,使用预浸纤维)或可以在纤维之前或之后施加。

在卷绕周向纤维的层32之后,将轴向或螺旋纤维的层33放置(通常是卷绕)于第一管道12、层32和第二管道14的顶部上。层33沿轴向延伸,使得其完全包围第一管道12和第二管道14中的每一者上的肩部部分11的环形突出部的锥形斜面。同样,树脂可以与纤维一起施加,或可以在纤维之前或之后施加。

如上文所论述,树脂混合物包括导电添加剂。这可以以变动的量来添加并混合到树脂中,以更改或改变复合层33 (以及任选地还有层32)的导电性。

最后,使纤维增强聚合物的两个层32、33固化。这样使接头***并且经由直接作用于肩部部分11的锥形斜坡的轴向或螺旋纤维层33的压缩力来将两个管道12、14和内衬16固定在一起。

所述方法还可以包括在大于1000、2000或3000 psi的压力下使流体经过电隔离器10,即,从第一管道12经由内衬16流到第二管道14。

虽然已参考各种实施方案描述了本公开,但是本领域的技术人员将理解,在不脱离如所附权利要求书中陈述的本公开的范围的情况下可以进行形式和细节的各种改变。

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