СИСТЕМА ИЗОЛЯЦИИ ТОКА ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМ Российский патент 2010 года по МПК F16L25/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к системе изоляции для жидкостных систем, подверженных рискам возможных электрических- разрядов, использующей изоляционные вставки между частями линейных элементов жидкостной системы, более конкретно - к системе изоляции для защиты топливных систем самолета от электрических разрядов, вызванных молнией, ударяющей в покрытия топливных баков, сделанные из материалов с низкой электрической проводимостью.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиционные материалы обеспечивают высокое электрическое сопротивление по сравнению с металлическими материалами. Последние традиционно использовались в области аэронавтики для производства конструкций, предназначенных для хранения топлива, учитывая их механические характеристики - относительно веса этих материалов.

Высокое электрическое сопротивление, присущее композиционным материалам, вызывает очень существенный индуктивный эффект во внутренних топливных системах. Упомянутый эффект наводит внутренние электрические токи, которые могут привести к катастрофическим поломкам или явлениям для общей структурной целостности.

Явления, имеющие отношение к умеренным или сильным электрическим разрядам, возникающим в случае удара молнией, в конструкции, сделанной из материала с низкой электрической проводимостью, чтобы обеспечивать ее структурную целостность/неисправность любого важного электрического оборудования/электрические дуги внутри бака, таковы.

Участки перегрева: высокая плотность тока в некоторых определенных положениях конструкции, например в сочленениях или пересечениях элементов, может сформировать точки с высокой температурой. Если эта температура превышает 200°C (точка самовоспламенения топлива, обоснованная администрациями FAA/JAA), то топливо может достичь его температуры воспламенения.

Электрические дуги (искрение): прохождение тока через материалы с разными сопротивлениями и в геометрически разнесенных положениях может вызывать разряды в виде электрической дуги (разность потенциалов) и вызывать воспламенение топлива/воспламеняющейся жидкости, содержащихся в конструкции.

Неисправность электрического оборудования: электрические разряды, вызванные ударом молнии, приводят к высоким уровням тока, циркулирующего по наружной конструкции, и по этой причине может вызвать электрический ток во внутренних системах с помощью либо шунтирования, либо индукции. Эти эффекты способны вызвать неисправность важного оборудования, порождая внезапный отказ.

Заявка на патент PCT/ES05/070133 от Airbus описывает способ для защиты сборки из металлических устройств, собранной внутри топливного бака, полностью или частично произведенной с помощью композиционных материалов, для защиты от электрических разрядов, в которой необходимы изоляционные вставки в установочных границах для топлива, вентиляции и т.д., так что они подразделяются на части, изолированные друг от друга.

Данное изобретение относится к такой изоляционной вставке, которая может использоваться как в местах с небольшим свободным пространством, так и в областях изоляции незакрепленных элементов со значительной длиной.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение предлагает систему электрической изоляции для линейного элемента, который является частью жидкостной системы, подверженной рискам возможных внешних электрических разрядов, использующую изоляционную вставку между двумя частями упомянутого линейного элемента, согласно которой упомянутые части имеют края с канавками, и изоляционная вставка является деталью из изоляционного материала, образованной между упомянутыми частями так, что она образует внутренний канал для прохождения жидкости между ними и покрывает упомянутые края с канавками, обеспечивая герметичное соединение изоляционной вставки с двумя частями линейного элемента.

Изоляционная вставка предпочтительно образована посредством технологии инжекционного формования, используя соответствующую форму.

Линейные элементы, к которым применяется система изоляции, предпочтительно являются металлической трубой для прохождения топлива, и края частей с канавками, между которыми размещается изоляционная вставка, содержат поперечные канавки, чтобы облегчить присоединение изоляционной вставки, и продольные канавки для предотвращения ее вращения.

Система изоляции как объект данного изобретения применима к топливным и вентиляционным трубам, образующим часть топливных систем, установленных в самолете, когда необходимо остановить ток или иным образом изолировать участки установки, где предполагается их прохождение.

Преимущество системы, которая является объектом настоящего изобретения, состоит в обеспечении соединения изоляционной вставки с двумя частями линейного элемента без использования механического соединения элементов, такого как болты, заклепки, шайбы или гайки.

Другим преимуществом системы, которая является объектом настоящего изобретения, является обеспечение герметичности соединения между изоляционной вставкой и двумя частями линейного элемента без использования для этого специальных средств, например прокладок или резиновых уплотнений с последующим сокращением эксплуатационных расходов.

Другим преимуществом системы, которая является объектом настоящего изобретения, являются низкие издержки производства и сборки, так как исключаются механически обработанные части, сделанные из трудного для обработки материала.

Другим преимуществом объекта настоящего изобретения является малый вес, получающийся в результате отказа от использования определенных соединительных и герметичных элементов.

Другие признаки и преимущества данного изобретения будут понятны из подробного и иллюстрированного описания объекта изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - вид в разрезе двух частей трубы с изоляционной вставкой, согласно системе, являющейся объектом настоящего изобретения.

Фиг.2 - вид в перспективе трубы с изоляционной вставкой, согласно системе, являющейся объектом настоящего изобретения.

Фиг.3 - вид в перспективе двух частей трубы перед образованием изоляционной вставки между ними.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1, 2 и 3, которые показывают предпочтительный вариант осуществления изобретения, можно увидеть, что изоляционная вставка 12 является деталью, герметично присоединенной к частям 14, 16 металлической трубы. Такое соединение возникает, когда изоляционная вставка 12 образуется между упомянутыми частями 14, 16 с помощью любой подходящей технологии. Поэтому специальные соединительные и/или герметичные элементы не используются.

Подходящая технология является инжекционным формованием с использованием соответствующей формы (не показана), дающим, в результате, изоляционную вставку 12 цилиндрической формы. Инжекционное формование может выполняться либо снаружи, либо изнутри, при желании исключая образования внутренних ступенек. Нейлон, полиамид и полиэфирэфиркетон являются некоторыми из предпочтительных изоляционных материалов, которые могут использоваться.

На краях частей 14, 16 металлической трубы делаются канавки, чтобы способствовать герметичному присоединению изоляционной вставки 12, образованной «по месту». В целях данного изобретения выражение "края с канавками" должно пониматься в самом широком смысле, включая любой тип бороздчатой конструкции, достигающей представленной цели.

В предпочтительном варианте осуществления, показанном на чертежах, части 14, 16 металлической трубы имеют края с поперечными канавками 20 и продольными канавками 22, чтобы облегчить закрепление изоляционной вставки 12.

Изоляционная вставка 12 должна быть такого размера, чтобы предотвращать протекание электрического тока, когда он циркулирует по топливным или вентиляционным трубам, в которые она вставлена.

С технической точки зрения упомянутая вставка подвергается проверкам на изоляцию, во время которых она подвергается разности потенциалов между концами от 500 В постоянного тока до 1000 В постоянного тока, обеспечивая электрическую изоляцию порядка 100 мегаом в качестве минимального требования.

В этом смысле предполагается, что минимальная длина области 18 у изоляционной вставки 12, расположенной между частями 14, 16 металлической трубы, должна быть по меньшей мере 25 мм, чтобы соответствовать требованиям для изоляции от молнии и тока покоя.

Как упоминалось ранее, изоляционная вставка 12 применима к топливным установкам, в которых изобретение состоит в изолировании тока на участках или применении принципа единой клеммы заземления.

При заданных материалах и размерах она также применима к системам самолета, отличным от топливных систем, таких как, например, гидравлическая или пневматическая схема, так как она не имеет механических соединительных элементов (которыми было бы необходимо снабдить системы для выдерживания высоких давлений) и расходуемых соединительных элементов (прокладок), устойчивых к разным жидкостям (например, гидравлическим жидкостям).

В случае топливных систем части 14, 16 металлической трубы должны включать в себя элементы 26, 28 для установки клеммы заземления, поскольку двойная клемма заземления является обязательной в этих системах.

Эти элементы 26, 28 будут механически обработаны на упомянутых частях 14, 16 с необходимой минимальной толщиной и снабжены двумя отверстиями, чтобы обеспечить целостность цепи с остальной соответствующей линией топливной системы.

В только что описанный предпочтительный вариант осуществления могут быть внесены изменения, которые включаются в объем (изобретения), определенный нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к системе электрической изоляции для линейного элемента, образующего часть жидкостной системы, подверженной рискам возможных внешних электрических разрядов, например, топливной системы самолета, использующей изоляционную вставку между двумя частями упомянутого линейного элемента. Упомянутые части имеют края с канавками. Изоляционной вставка выполнена посредством методики впрыскивания и обеспечивает внутренний проток для прохождения жидкости между упомянутыми частями и покрывает упомянутые края с канавками, обеспечивая герметичное соединение изоляционной вставки с упомянутыми частями. Изобретение повышает надежность соединения. 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система электрической изоляции для линейного элемента в жидкостной системе, подверженной рискам возможных внешних электрических разрядов, содержащая изоляционную вставку (12) между двумя частями (14, 16) упомянутого линейного элемента, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) имеют края с канавками, содержащие поперечные канавки (20) и продольные канавки (22), и изоляционная вставка (12) между упомянутыми частями (14, 16) выполнена в виде детали из изоляционного материала, образующей внутренний канал для прохождения жидкости между упомянутыми частями (14, 16) и покрывающей упомянутые края с канавками, обеспечивая герметичное соединение изоляционной вставки (12) с упомянутыми частями (14, 16).

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что изоляционная вставка (12) сформирована посредством инжекционного формования с использованием соответствующей формы.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что материал изоляционной вставки (12) выбирается из полиэфирэфиркетона, полиамида или нейлона.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что область (18) изоляционной вставки (12), расположенная между краями упомянутых частей (14, 16), имеет минимальную длину в 25 мм.

5. Система по п.3, отличающаяся тем, что линейный элемент является металлической трубой.

6. Система по п.3, отличающаяся тем, что жидкостная система является самолетной системой.

7. Система по п.3, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.

8. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что область (18) изоляционной вставки (12), расположенная между краями упомянутых частей (14, 16), имеет минимальную длину в 25 мм.

9. Система по п.8, отличающаяся тем, что линейный элемент является металлической трубой.

10. Система по п.8, отличающаяся тем, что она используется для изоляции линейного элемента самолетной топливной системой.

11. Система по п.8, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.

12. Система по любому из пп.1, 2, 4, отличающаяся тем, что линейный элемент является металлической трубой.

13. Система по п.12, отличающаяся тем, что она используется для изоляции линейного элемента самолетной топливной системой.

14. Система по п.12, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.

15. Система по любому из пп.6, 10, 13, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.

16. Система по любому из пп.1, 2, 4, 5, 9, отличающаяся тем, что она используется для изоляции линейного элемента самолетной топливной системой.

17. Система по п.16, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.

18. Система по любому из пп.1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 13, отличающаяся тем, что упомянутые части (14, 16) включают в себя элементы (26, 28) клеммы заземления.