本發(fā)明涉及一種管道裝置，該裝置典型地但非排它性地用于飛機(jī)燃料箱中。

背景技術(shù)：

US2012/0012709描述了一種已知的位于飛機(jī)燃料箱中的燃料管道和肋之間的支撐結(jié)構(gòu)。該支撐結(jié)構(gòu)配備有使管道和肋電隔離的絕緣部件。這防止了管道和肋之間出現(xiàn)火花放電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種管道裝置，包括：安裝在燃料箱中的導(dǎo)電的第一管道和第二管道；連接第一管道和第二管道的接頭配件，以使流體能經(jīng)過(guò)接頭配件中的導(dǎo)管流過(guò)管道，其中，該接頭配件借助于柔性接頭配件附接到第一管道和第二管道，該接頭配件允許在接頭配件與第一管道或第二管道之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該接頭配件附接到燃料箱的構(gòu)件，該接頭配件提供了第一管道或第二管道與該構(gòu)件之間的電阻最小通路，該電阻最小通路具有介于50Ω與100MΩ之間的電阻。

該接頭配件可被附接到燃料箱的構(gòu)件以使負(fù)載能經(jīng)該接頭配件在管道和構(gòu)件之間轉(zhuǎn)移，或僅將接頭配件保持在相對(duì)于燃料箱的構(gòu)件的固定位置。該接頭配件的最小電阻(50Ω)限制了諸如那些由雷擊或接地回路產(chǎn)生的不期望的電流的流動(dòng)。該接頭配件的最大電阻(100MΩ)使期望的電流能夠流動(dòng)，例如用于驅(qū)散靜電電荷。這可與US2012/0012709對(duì)比，在該文獻(xiàn)中，絕緣部件的較高電阻阻止了這中期望的電流的流動(dòng)。柔性接頭配件允許在接頭配件與第一管道或第二管道之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使該管道裝置能適應(yīng)燃料箱的變形—如由燃料箱的熱膨脹、彎曲或扭曲引起的變形。這可與US2012/0012709對(duì)比，在該文獻(xiàn)中，單個(gè)管道通過(guò)肋，且該管道被夾具剛性地抓持使得不允許產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由低電阻率而非諸如聚合物的高電阻率材料制成的導(dǎo)電管道的使用，使管道能被更容易且廉價(jià)地制造，如通過(guò)擠壓制造。

典型地，該接頭配件提供位于第一管道和構(gòu)件之間的電阻最小的第一通路，該電阻最小的第一通路具有介于50Ω與100MΩ之間的電阻，該接頭配件還提供位于第二管道和構(gòu)件之間的電阻最小的第二通路，該電阻最小的第二通路具有介于50Ω與100MΩ之間的電阻。

典型地，該接頭配件包括包含導(dǎo)管的主體和由主體延伸出的凸緣，其中該接頭配件借助于凸緣附接到燃料箱的構(gòu)件。典型地，該凸緣從主體沿徑向延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，主體和凸緣由混合有導(dǎo)電填充物顆粒的聚合物(典型地是熱塑性塑料聚合物)制成，在另一個(gè)實(shí)施例中它們是金屬制成的。

典型地，該接頭配件的主體通過(guò)燃料箱的構(gòu)件中的孔。可選地，電絕緣材料設(shè)置在位于接頭配件的主體和燃料箱的構(gòu)件之間的孔中。該電絕緣材料可以是諸如該接頭配件或該構(gòu)件上的涂層或襯墊。

在一個(gè)實(shí)施例中，該接頭配件進(jìn)一步包括位于凸緣和構(gòu)件之間的電阻元件(例如諸如環(huán)狀襯墊的墊狀物)，電阻最小通路的一部分經(jīng)由該電阻元件在凸緣和構(gòu)件之間穿過(guò)，并且電阻最小通路的這部分具有介于50Ω與100MΩ之間的電阻。該電阻元件可以圍繞本體的圓周的僅一部分延伸，但更優(yōu)選地，該電阻元件圍繞本體的整個(gè)圓周延伸。在另一實(shí)施例中，本體和凸緣由具有特定電阻率的材料(例如混合有導(dǎo)電填充物顆粒的聚合物)制成，并且凸緣與構(gòu)件直接接觸。在這種情況下，制成本體和凸緣的材料的電阻率是特定的，使得經(jīng)過(guò)本體和凸緣的電阻最小通路具有介于50Ω與100MΩ之間的電阻。

該凸緣可采用粘合劑結(jié)合到構(gòu)件，該粘合劑具有特定的電阻率，具有介于50Ω至100MΩ之間的期望的電阻。然而，更典型地，凸緣經(jīng)由緊固件附接到構(gòu)件，該緊固件通過(guò)凸緣中的緊固件孔?？蛇x擇地，每個(gè)緊固件包括金屬本體以及在金屬本體與凸緣之間的電絕緣屏障。

該凸緣可圍繞本體圓周的僅僅一部分延伸，但更優(yōu)選地，凸緣圍繞本體的整個(gè)圓周延伸。典型地，該凸緣是環(huán)狀的。凸緣和本體可以是不同的部件，但更優(yōu)選地，凸緣和本體由單件材料整體制成。可選擇地，凸緣和本體由注射成型整體地制成。

該(或每個(gè))電阻最小通路可以具有小于1kΩ的電阻，但更典型地，其具有大于1kΩ，或大于10kΩ的電阻，并且更優(yōu)選地，該通路具有大于100kΩ的電阻。

該(或每個(gè))電阻最小通路可以具有大于10MΩ的電阻，但更典型地，該通路具有小于10MΩ的電阻。

在優(yōu)選實(shí)施例中，該(或每個(gè))電阻最小通路具有介于100kΩ與10MΩ之間的電阻。

可選擇地，該接頭配件中的導(dǎo)管具有軸線(xiàn)，并且該(或每個(gè))柔性接合件允許該接頭配件與第一或第二管道之間的、沿平行于軸線(xiàn)的軸向方向的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。該軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)典型地具有大于1mm且更優(yōu)選地大于10mm的允許范圍。

可選擇地，該(或每個(gè))柔性接合件允許在接頭配件與第一管道或第二管道之間的樞轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在該樞轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，第一管道或第二管道的軸線(xiàn)相對(duì)于接頭配件樞轉(zhuǎn)。該樞轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)典型地具有大于1°并且更優(yōu)選地大于2°的允許范圍。

該接頭配件可選擇地具有接納第一管道的第一插口和接納第二管道的第二插口?？蛇x擇地，該接頭配件也可被接納在管道中。

每個(gè)導(dǎo)電管道從管道的一端到另一端典型地具有低于1Ω的電阻，并且優(yōu)選地更低。

典型地，導(dǎo)電的第一和第二管道沿其整個(gè)長(zhǎng)度都是金屬的。例如，它們可由導(dǎo)電金屬材料制成，諸如鋁。這類(lèi)材料既廉價(jià)又實(shí)用。

可選地，每個(gè)管道借助于一條或多條相應(yīng)的金屬接合引線(xiàn)連接到接頭配件?？稍诿總€(gè)管道端部提供兩條接合引線(xiàn)以在一條引線(xiàn)出現(xiàn)故障的情況下提供冗余。每條金屬接合引線(xiàn)典型地具有低于1Ω的電阻，并且優(yōu)選更低。

可選地，該接頭配件借助于柔性接合件附接到管道中的僅一個(gè)管道，與另一管道的接合件是剛性的。然而，更優(yōu)選地是，該接頭配件借助于第一柔性接合件附接到第一管道，該第一柔性接合件允許接頭配件與第一管道之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且該接頭配件借助于第二柔性接合件附接到第二管道，該第二柔性接合件允許接頭配件與第二管道之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

燃料箱可處在固定結(jié)構(gòu)中，但更典型地是，燃料箱是諸如船舶、列車(chē)或飛機(jī)的交通工具的燃料箱。

該管道可用于輸送液壓流體或惰性氣體，但更優(yōu)選地是，第一管道和第二管道是液體燃料管道，并且該接頭配件能使液體燃料(如煤油)經(jīng)由接頭配件中的導(dǎo)管流過(guò)管道。

在液壓管道的情形中，管道可以具有小于15mm的外徑。而在這些情形下，管道本身典型地能夠彎曲，因此可以不需要接頭配件的柔性接合件。因此，更優(yōu)選地，第一管道和第二管道具有大于15mm、典型地大于20mm，更典型地大于50mm的外徑。

典型地，該燃料箱具有由復(fù)合材料制成的至少一層燃料箱壁。

典型地，接頭配件被附接到其上的燃料箱的構(gòu)件是金屬的。

在優(yōu)選實(shí)施例中，接頭配件被附接到其上的燃料箱的構(gòu)件是機(jī)翼的肋。該機(jī)翼可包括主要是碳纖維的增強(qiáng)塑性構(gòu)件—如碳纖維增強(qiáng)塑性蒙皮和翼梁。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中：

圖1是飛機(jī)的平面視圖，包括帶有依照本發(fā)明的實(shí)施例的管道裝置的機(jī)翼；

圖2是包含在圖1的飛機(jī)的機(jī)翼中的燃料箱組件的示意性側(cè)視圖；

圖3是依照第一實(shí)施例的管道裝置在圖2的板肋中的一個(gè)板肋處的示意性視圖；

圖4是依照第二實(shí)施例的管道裝置在圖2的板肋中的一個(gè)板肋處的示意性視圖；

圖5是用于第一實(shí)施例的電路；

圖6是用于第二實(shí)施例的電路；

圖7是圖3中的管道裝置的示意性視圖，顯示了延伸的凸緣墊圈；

圖8是圖3中的管道裝置的示意性視圖，在板肋上帶有絕緣涂層；以及

圖9是圖3中的管道裝置的示意性視圖，在接頭配件的外表面上帶有絕緣涂層。

具體實(shí)施方式

圖1所示的飛機(jī)機(jī)翼1包括多個(gè)燃料箱組件，在圖2中示意性示出了多個(gè)燃料箱組件之一。燃料箱組件10包括燃料箱，該燃料箱具有：由前/后部翼梁(未顯示)提供的頭/尾部邊界壁，由內(nèi)/外部密封肋12、14提供的內(nèi)/外部邊界壁，由上/下蓋16、18提供的上/下邊界壁。機(jī)翼還具有在密封肋之間的板肋20。該板肋具有使燃料流動(dòng)通過(guò)該板肋的孔22。翼梁和蓋由諸如碳纖維強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂的復(fù)合材料制成。肋由諸如鋁的金屬材料制成。

燃料管道裝置24被安裝在該燃料箱中。該管道裝置包括一系列金屬管道，包括在燃料箱外的外部管道29和均延伸跨過(guò)肋之間的間隔寬度的內(nèi)部管道26、28。每個(gè)內(nèi)部管道26、28沿其從一端至另一端的整個(gè)長(zhǎng)度上是金屬的，且可通過(guò)擠壓制成。圖3是該管道裝置在板肋20中的一條肋板處的詳細(xì)示意圖，顯示了在肋的相對(duì)側(cè)上的第一管道26和第二管道28。每個(gè)管道26、28沿其自圖3所示的端部至圖2所示的連接到另一管道的相對(duì)端部的整個(gè)長(zhǎng)度都是金屬的。接頭配件30穿過(guò)板肋30中的孔，連接管道26、28，并使液體燃料能經(jīng)該接頭配件中的導(dǎo)管34流過(guò)管道。

接頭配件30包括包含導(dǎo)管34的本體32和從該本體沿徑向延伸的凸緣36。凸緣36是環(huán)狀的，圍繞該本體的整個(gè)圓周延伸。該本體具有中央部分38和端部部分40，該中央部分具有減小的內(nèi)外徑，穿過(guò)板肋20中的孔，該端部部分包含接收管道的插口。插口中的O形環(huán)42提供流體緊密密封并允許接頭配件和管道之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的柔性接合。

該接頭配件中的導(dǎo)管34具有與管道26、28的軸線(xiàn)26a、28a共線(xiàn)的軸線(xiàn)。每個(gè)柔性接合件允許接頭配件30與第一管道或第二管道26、28之間的沿平行于軸線(xiàn)的軸向方向的軸向滑動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。該軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有約49mm的范圍，即位于插口的基部處的肩部39和插口的邊緣之間的距離。每個(gè)柔性接合件還允許樞轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在該樞轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，第一或第二管道的軸線(xiàn)26a、28a相對(duì)于接頭配件30的軸線(xiàn)樞轉(zhuǎn)。該樞轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有約4°的范圍。

在一個(gè)可替換的實(shí)施例(未顯示)中，該接頭配件的本體可具有“蛤殼”結(jié)構(gòu)，該“蛤殼”結(jié)構(gòu)使該接頭配件能打開(kāi)以允許管道的端部進(jìn)入，然后夾緊閉合以將管道聯(lián)接起來(lái)，同時(shí)允許其間的相對(duì)軸向和樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

該管道是直的并且剛性的，具有介于約20mm至100mm的外徑。這使得在飛行中它們不能隨機(jī)翼的彎曲或扭轉(zhuǎn)而彎曲或伸長(zhǎng)。該接頭配件的柔性結(jié)合件使管道間能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得管道裝置作為整體能容納機(jī)翼的這種彎曲或扭轉(zhuǎn)。

凸緣36借助于螺栓44附接到肋20。該接頭配件和肋20之間的這中剛性附接保持該接頭配件在肋的孔中位于中心，并且使負(fù)載能經(jīng)該接頭配件在管道26、28和肋20之間轉(zhuǎn)移。每個(gè)螺栓都有金屬軸46、金屬頭48和金屬螺母50。墊圈52被夾在凸緣36和肋20的相對(duì)面之間。類(lèi)似于凸緣36，墊圈52是環(huán)狀的，并圍繞本體32的整個(gè)圓周延伸。

頂帽絕緣套筒54被插入肋20、墊圈52和凸緣36的孔中，套筒54的頭部抵靠肋的左側(cè)面支承。螺栓44的軸46隨后被插入，直到金屬頭48接觸套筒54的頭部56。隨后螺母50利用夾在螺母50和凸緣的右側(cè)面之間的絕緣墊圈58被擰緊。螺母50被上緊使得墊圈52被壓緊在凸緣36和肋20的相對(duì)面之間。

管道裝置24按下述方式減輕起火風(fēng)險(xiǎn)。一種起火風(fēng)險(xiǎn)由雷擊產(chǎn)生。如果頂蓋18或底蓋16由具有高電阻的復(fù)合材料制成，并且管道裝置24就有低電阻，那么由雷擊機(jī)翼外表面產(chǎn)生的大電流會(huì)經(jīng)燃料箱10沿管道26、28流動(dòng)，且會(huì)引起管道26、28和接頭配件30的界面處的潛在的電火花隱患。因此，管道裝置24被設(shè)計(jì)成具有高于50Ω且典型地高于100kΩ電阻的電阻最小通路，使得這種閃電引起的電流能被維持在安全水平。管道26、28由鋁制成，以具有很小的電阻—從一端至另一端約50μΩ。類(lèi)似地，接頭配件30的主體32和凸緣36由具有類(lèi)似大小的很小的電阻的單件鋁材制成。管道26、28借助于相應(yīng)的金屬接合引線(xiàn)60(典型地是鍍鎳銅制的)連接到接頭配件30，以確保其間的導(dǎo)電連接(每一金屬接合引線(xiàn)都具有很小的電阻，約小于1mΩ)。墊圈52另一方面由具有相對(duì)高的電阻的材料制成—例如混合有導(dǎo)電填充物顆粒(例如碳黑)的PEEK聚合物。絕緣套筒54和墊圈58由諸如不帶有任何碳黑填充物顆粒的PEEK的絕緣材料制成。由此管道26、28和肋20之間的電阻最小通路具有通過(guò)主體32和凸緣36的第一部分(該第一部分具有很低的電阻—約小于1mΩ)和通過(guò)位于凸緣和肋的相對(duì)面之間的墊圈52而不通過(guò)任一金屬制螺栓44(由于絕緣套筒54、56和墊圈58)的第二部分。墊圈52中碳黑的濃度特制成足夠低的以便電阻最小的通路的第二部分(例如跨過(guò)墊圈的部分)具有大于50Ω并且典型地大于100kΩ的電阻以保證雷擊引起的電流保持在能夠接受的水平。

另一起火風(fēng)險(xiǎn)是靜電電荷。隨著燃料泵入燃料箱，燃料的表面成為帶電的，這些電荷會(huì)通過(guò)與燃料直接接觸或者通過(guò)引起管道內(nèi)跨過(guò)空氣間隙的電壓而積累在燃料管道上。板肋20提供多條釋放此類(lèi)電荷的容余通路是合乎需要的。因此，墊圈52中碳黑的濃度被特制成足夠高的以便電阻最小通路具有低于100MΩ且典型地低于10M歐姆的電阻以保證電流能在管道26、28和肋20之間流動(dòng)以釋放此類(lèi)靜電電荷。

另一起火風(fēng)險(xiǎn)是接地回路電流。如果導(dǎo)電物體(如扳手)被置于與管道26、28接觸的燃料箱10中，那么作為雷擊結(jié)果的電流會(huì)流動(dòng)通過(guò)該物體并沿該管道流動(dòng)。為了限制此類(lèi)接地回路電流，每個(gè)接頭配件30都有如上所述的相當(dāng)高的電阻。

圖4是依照本發(fā)明第二實(shí)施例的管道裝置的詳細(xì)示意性視圖。圖4裝置的多個(gè)特征與圖3相同，且這些相同特征標(biāo)記有相同的附圖標(biāo)記。

圖4中的接頭配件30a沒(méi)有絕緣墊圈，且螺栓44也沒(méi)有絕緣套筒或墊圈。本體32a和凸緣36a通過(guò)注射成型形成為單體件。該注射成型材料包括混合有短股玻璃纖維(提供機(jī)械強(qiáng)度)的熱塑性塑料聚合物和諸如碳黑的導(dǎo)電填充物顆粒。碳黑的濃度是特制的，使得通過(guò)管道26、28與肋20之間的接頭配件的本體32a和凸緣36a的電阻最小通路具有期望值的電阻?？邕^(guò)接頭配件30a可實(shí)現(xiàn)為與上述電阻值相似的電阻值，即介于50Ω與10MΩ之間，以減輕起火風(fēng)險(xiǎn)。

圖5和圖6作為電路分別代表了圖3和圖4的實(shí)施例。在圖3的實(shí)施例中，每個(gè)接頭配件30提供第一管道或第二管道(26或28)與構(gòu)件(12、20或14)之間的電阻最小通路并且因此電阻最小通路具有介于50Ω與100MΩ之間的電阻R。而接頭配件30提供相鄰聯(lián)接管道間的微小電阻。因此，燃料箱外的外部管道29在兩端都是由高電阻材料而非金屬制成的，以提供高電阻通路，從而阻止有害電流流入整個(gè)管路運(yùn)行。作為選擇，外部管道29可為金屬制的，但為同一目的包含高電阻元件。

在圖4的實(shí)施例中，每個(gè)接頭配件30a的本體和凸緣提供在第一管道或第二管道(26、28或29)與構(gòu)件(12、20或14)之間的電阻最小通路，并且該電阻最小通路具有介于50Ω與100MΩ之間的電阻(R1+R3)或(R2+R3)。每個(gè)接頭配件30a的本體還提供第一管道和第二管道之間的電阻最小通路，并且該電阻最小通路具有也介于50Ω與100MΩ之間的電阻(R1+R2)。在這種情況下，不同于圖5的例子，燃料箱外的外部管道29可為金屬制的，因?yàn)榻宇^配件30a借助外部管道29而具有進(jìn)入燃料箱的高電阻通路(R1+R2)。

由于可能存在外部物體碎片，起火風(fēng)險(xiǎn)更進(jìn)一步的來(lái)源是接頭配件30的本體與板肋20之間的電弧或表面跟蹤?？梢圆捎酶鞣N方式減輕這種風(fēng)險(xiǎn)。

該接頭配件的本體通過(guò)板肋20的孔。在接頭配件的本體和板肋20的環(huán)形邊緣之間的孔中設(shè)置有絕緣材料，并且在圖7-9中示出了示例。

圖7顯示了圖3中的管道裝置具有墊圈70，該墊圈帶有凸緣并相對(duì)于圖3中的墊圈52延伸。圖3中的墊圈52終止于穿過(guò)板肋20的孔的直徑處，而圖7中的墊圈70延伸入板肋20與接頭配件30之間的孔。墊圈70與接頭配件30的外徑和肋20的邊緣接觸，具有垂直的凸緣或套筒71，該凸緣或套筒位于墊圈70的內(nèi)徑處且沿接頭配件30的外徑至少部分地延伸至肋20的邊緣21處或之外的位置。

作為選擇，如圖8和圖9所示，電絕緣覆蓋層(典型地是如頂層涂層的涂覆層)可被附加至肋20或者接頭配件30的外徑，或者可能是被附加至肋20和接頭配件30兩者。圖8顯示了圖3中的管道裝置在肋20上具有電絕緣覆蓋層80，圖9顯示了圖3中的管道裝置在接頭配件30的外表面上具有電絕緣覆蓋層90。在圖4所示的實(shí)施例中，接頭配件提供電阻功能并且不具有墊圈52、70，絕緣覆蓋層80和/或90可被施加，如圖8和9所示。

以上盡管已參考一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，應(yīng)該理解，可以做出多種變化或改進(jìn)而不背離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍。