CN101313167B - 飞机燃油管联接器、飞机和部件套件 - Google Patents

飞机燃油管联接器、飞机和部件套件 Download PDF

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Abstract

一种用于连接双壁燃油管的联接器，包括管端配件(1)，该管端配件包括例如包括凹槽(12)的外表面和包括例如凹槽(11)的内表面。该联接器还包括双壁插槽(4)，该插槽包括外部插槽(17)和内部轴(18)。该管端配件部分容纳在双壁插槽的外部插槽和内部轴之间的区域内。第一密封环(9)密封在双壁插槽(4)的管端配件(1)的内表面和内部轴(18)之间。可基本上与第一密封环共面的第二密封环(10)密封在管端配件(1)的外表面和双壁插槽(4)的外部插槽(17)之间。

Description

飞机燃油管联接器、飞机和部件套件
技术领域
本发明涉及飞机燃油管联接器，并尤其涉及(但非排它地)用于将飞机燃油系统中的双壁管连接到另一燃油管的柔性管联接器。
背景技术
在飞机燃油系统中，通常必须使用双壁管、连接件以及联接器来保护燃油不会泄漏。当泄漏风险高时，例如在飞机的受压机身中时，整个燃油系统可以是双壁的。在泄漏风险较小的地方，可以只使用双壁联接器。由于需要使用柔性联接器来补偿制造公差、结构偏差和热效应而会产生其它的复杂情况。
附图的图1示出连接单壁管(未示出，但定位在如图1所示的联接器的左边)和双壁管102(如图1所示联接器的右边)的现有技术联接器。该联接器包括：(a)刚性联接部分101和(b)柔性联接部分108。刚性联接部分101通过连接件106刚性地附连到单壁管。柔性联接部分108包括内部柔性联接器103、与双壁管105结合的外部柔性联接器104以及可移除套管102。双壁管102和连接件106通过内部柔性联接器103彼此连接，且能够通过内部柔性联接器103的两个O形环密封件109相对于彼此浮动。外部柔性联接器104类似地包括一个O形环密封件110，使外部柔性联接器104和内部柔性联接器103之间能够轴向移动。由内部和外部柔性联接器103、104的密封件109、110来实现的该运动具有不同的旋转中心。这会使联接器经受增加密封件和联接器磨损的侧向负载、并可限制联接器的相对端之间可允许的角度偏差，该两相对端可例如围绕轴线107相对于彼此旋转。密封件109、110的设置还使联接器的体积相对较大，因而需要有相对大的体积来进行安装。该联接器包括在制造过程中产生复杂性的大量部件。现有技术联接器还需要在管子之间有复杂的电连接装置。
发明内容
本发明寻求减轻或克服与现有技术联接器相关的上述缺点中的一个或多个。
本发明提供一种用于连接燃油管的联接器，其中至少一个燃油管是双壁的，且该联接器包括：
管端配件，管端配件包括外表面和内表面，
双壁插槽装置，该双壁插槽装置包括外部插座和内部轴，管端配件至少部分容纳在外部插座和内部轴之间的区域内，
第一密封环，该密封环提供管的管端配件的内表面和双壁插槽装置的内部轴之间的密封，以及
第二密封环，该密封环提供管端配件的外表面和双壁插槽装置的外部插座之间的密封，其中
该联接器设置成管端配件和双壁插槽装置能够相对于彼此枢转。
与图1的现有技术联接器相比，下述本发明的实施例有利地降低了联接器中使用的部件的数量，由此降低了制造成本和组装错误的风险。下述本发明的实施例能够将联接器制造成比图1所示现有技术联接器更短且更紧凑，减轻联接器的重量并减少联接器所占据的体积。该实施例的联接器还可提供在提高了调节联接器的角度偏差的能力方面的改进的总体灵活性，并可降低密封件上的侧向负载。当然，本发明的其它实施例也可提供这些优点，而一些实施例仅提供上述优点中的一些。
第一和第二密封环的中心较佳地未彼此显著分开，但也不需要重合。第一和第二密封环设置成使得(a)从第二密封环的中心延伸到第二密封环的表面上第一点的第一假想线和(b)从第二密封环的中心延伸到第一密封环的外表面上第二点的第二假想线之间的角度在在0至5度之间，且更佳地在0至2度之间，第一和第二点选择成使得它们的间距最小。
第一和第二密封环可设置成使得第一和第二密封件的中心之间、沿第一密封件的平面的法线方向的距离在0至10mm之间，且更佳地在0至5mm之间。
第一和第二密封环可设置成基本上共面。第一和第二密封环的中心可重合。管端配件和双壁插槽装置能够相对于彼此朝向彼此和彼此分开地滑动。第一密封环的布置使管端配件的内表面能够相对于双壁插槽装置的内部轴滑动。第二密封环的布置使管端配件的外表面能够相对于双壁插槽装置的外部插槽滑动。
管端配件和双壁插槽装置可相对于彼此枢转高达至少+2度或-2度，或者甚至高达+5度或-5度。
双壁插槽装置可由第一单体部件限定。管端配件可由第二单体部件限定。在本发明的某些实例中，双壁插槽装置可包括三个单体部件，形式是第一部件限定内部轴而第二和第三部件共同限定外部插槽。这种构造，尽管包括比所必需的部件多的部件，但可在制造和/或装配期间辅助联接器的组装。
电连接条可电连接双壁插槽装置和管端配件。
该联接器可包括密封件凹槽，第一和第二密封环之一可容纳在该凹槽内。密封凹槽可具有Gamah型面。该密封凹槽和密封环设置可以是Gamah型面的形式。该凹槽的宽度可大于密封环的横截面的直径。该凹槽的直径可小于密封环的横截面的直径。该凹槽可具有限定使用时密封环所推抵的表面的壁，该壁向外分叉，例如使得密封环推到当推抵该壁时直径膨胀。
该联接器可独立于管道设置。双壁插槽装置和管端配件中的至少一个可连接到燃油管。
联接器可通过包括套管的连接件连接到燃油管。有利的是，双壁插槽装置和管端配件之间的最大枢转角取决于套管的位置。该燃油管可具有双壁燃油管，该双壁燃油管包括内部管壁和外部管壁。在设有套管的情况下，可将套管连接到双壁燃油管的外部管壁。在构造期间，可将套管撤出以腾出将内部管壁焊接到联接器的空间。此后可移动该套管来覆盖这样形成的焊缝。在该位置，可将套管焊接到外部管壁和联接器上。可沿双壁燃油管的外部管壁的长度对其进行焊接。在这种情况下，可不必为了将联接器结合到双壁管而设置套管。
较佳的是，双壁插槽装置的外部插槽和内部轴之间的区域的至少一部分与双壁燃油管的内管壁和外管壁之间的区域的至少一部分流体连通。通过位于第一和第二密封环之间的至少一个孔、且较佳的是多个孔促进双壁插槽装置和双壁管之间的流体连通。可通过位于第一和第二密封环之间的一圈孔来促进双壁插槽装置和双壁管之间的流体连通。
该联接器可与燃油从双壁插槽装置的外部插槽和内部轴之间的区域排泄的局部排出端口相关联。例如，该联接器可设置成连接到相邻配件，相邻配件包括这种排出端口并可为了该目的设有排泄出口，该排泄出口连接到相邻配件的排出端口的排泄入口。因此可包括排出端口来作为相邻配件的一部分。该联接器可包括局部排出端口。
本发明的联接器可通过双壁管连接到根据本发明任一方面的本发明的另一联接器。
本发明还提供了一种燃油系统，该系统包括根据本文所述本发明的至少一个联接器。本发明还提供了包括这种燃油系统的飞机。
本发明又提供了用于构造根据本文所述本发明的联接器的部件套件，所述套件包括：
双壁插槽装置，以及
管端配件。双壁插槽装置和/或管端配件可包含本文所述本发明的联接器的任何特征。例如，该套件还可包括第一和第二密封环。
附图说明
现参照附图仅以示例方式描述管端的实施例，附图中：
图1示出现有技术的联接器。
图2和2a示出根据本发明第一实施例的双壁管联接器的剖视图，
图3示出第二实施例的双壁管组件的分解图，
图4示出第二实施例的双壁管组件的剖视图，
图5示出存在于第一和第二实施例中的排出端口。
图6示出第三实施例的联接器的台阶式套管的剖视图，
图7示出第四实施例的保持管联接器的剖视图，
图8示出连接双壁管的第五实施例的双壁联接器的剖视图，
图9示出连接单壁管的第六实施例的双壁联接器的剖视图，以及
图10示出根据本发明的第七实施例的双壁管联接器的一部分的剖视图。
具体实施方式
图2和2a示出根据本发明第一实施例的联接器。该联接器围绕轴线X设置并将单壁刚性管5(图2中左侧)和包括内部刚性管壁2和外部刚性管壁3的双壁刚性管(图2中右侧)结合。该联接器包括通过熔焊附连到双壁管2、3的单体端配件1。该联接器还包括通过对开凸缘附连到相邻单壁管5的单体双壁插槽4，对开凸缘包括单管壁5上的凸缘和双壁插槽4上的相应凸缘，对开线由箭头6表示。该实施例中的单壁管5是包括端部凸缘的单壁连接管的形式，该端部凸缘刚性地附连到飞机结构(后梁-未示出)上。双壁插槽4和单壁管5的连接通过内部静态O形环密封件7和外部静态O形环密封件8所密封。双壁插槽具有限定内部轴18的内壁和限定外部插槽17的外壁。该端部配件1部分容纳在双壁插槽4的内部轴18和外部插槽17之间的区域内。通过去除螺栓并沿着端部配件1轴向推动双壁插槽4来将螺栓连接的对开凸缘分开。
端部配件1包括限定内表面的部件的内部密封凹槽11、以及限定外表面的部件的外部密封凹槽12。端部配件1通过安装在内部密封凹槽11内的内部动态O形环密封件9和安装在外部密封凹槽12内的外部动态O形环密封件10而可滑动地与双壁插槽4配合、并附连到双壁插槽4。双壁插槽4的外部插槽17形成与外部动态O形环密封件10配合的密封表面。类似地，双壁插槽4的内部轴18形成与内部动态O形环密封件9配合的密封表面。
外部密封凹槽12以通常称为“Gamah”型面的众所周知的型面为基础。US3,186,739中提供了关于该密封设置的其它细节。
内部密封凹槽11类似于外部密封凹槽12，但相对于外部密封凹槽12成镜像并定向，以在内部管2受压时保持内部动态O形环密封件9在内部密封凹槽11中的正确位置，并还确保内部和外部动态O形环密封件9、10在同一平面上对齐。
如图2a所示，在与外部密封凹槽12相比时，由于作用在内部动态O形环密封件9和外部动态O形环密封件10上的压力方向(P)的差异，内部密封凹槽11上的厚环形凸缘37设置在密封凹槽的相对侧上。应当注意，密封环9、10位于同一平面上且中心设置在相同点(联接器的X轴线上的点)上。厚环形凸缘37、薄环形凸缘38和内部密封凹槽11的底面36的几何尺寸类似于标准Gamah型面。关于内部密封凹槽11和外部密封凹槽12，通过厚凸缘和薄凸缘来限定各凹槽。在各种情况下的厚凸缘限定与凹槽的底部向外分开一定距离的凹槽的内壁。例如，参照图2a，内部密封环9在暴露于流体压力P时推抵凹槽11的厚凸缘37，并因此在有限程度上受到推压离开凹槽的底部36、并抵靠由与凹槽11相对的内部轴18提供的密封表面。
联接器能够允许在管子中心线之间有高达两度的角度偏差，具有组合的或分开的轴向运动。由联接器的端部配件1和双壁插槽4之间的连接的特定设置来提供联接器调节这种角度偏差的能力。例如，形成柔性密封连接的密封环9、10的基本上共面的布置使联接器能够围绕旋转中心C弯曲，旋转中心C位于密封环9、10的单个共享中心的位置。当然应当理解，端部配件1和双壁插槽4可围绕旋转中心相对于彼此枢转，旋转中心不在密封环9、10的平面上和/或也不在联接器的轴线X上。当然，端部配件1和双壁插槽4之间的合理角位移的量会随着旋转中心到最佳旋转中心(认为是密封环9、10的中心C)的距离的增加而减小。从上文还应当理解，端部配件1和双壁插槽4之间的枢转中心不需要固定。
联接器的端部配件1和双壁插槽4之间的最大轴向相对移动可取决于插槽深度15或联接器间隙16，联接器间隙是当端部配件1尽可能推入插槽4时管端配件1和毗邻的双壁插槽4的表面之间在正常工作间距时的距离。诸如联接器在双壁管组件2、3的另一端产生的其它限制也可能影响所允许的轴向移动的量。端部配件1和双壁插槽4之间的小间隙已经被优化成可防止内部和外部动态O形环密封件在超过250psi的压力下推出，同时可防止在最差情况的制造公差时最大角度偏差下端部配件1和双壁插槽4之间的接触。
端部配件1和双壁插槽4具有排出孔24、25的特征以使泄漏流体(例如燃油)能够从内部管2、内部静态O形环密封件7或内部动态O形环密封件9通过联接器和管组件自由排泄。经由内部静态O形环密封件7从燃油管内部泄漏的流体由外部静态O形环密封件8所容纳，并可被收集在排泄凹槽23内并随后排出，或者经由在对开凸缘6上呈辐射型设置的排出孔(24个孔)传送到双壁插槽。泄漏到双壁插槽4的内部轴18和外部插槽17之间区域的泄漏流体可通过位于双管端配件1上呈辐射型设置的排出孔25传送并然后进入双管的内管和外管2、3之间的区域。当双管端配件1完全推入双壁插槽4时，双壁插槽的背面上的台阶26确保端配件上排出孔不会被覆盖。已泄漏到双管的内管和外管2、3之间区域的任何流体可从燃油系统经由在联接器区域附连到管系统的排出端口排出(当然可以有多个联接器，各与这种排出端口相关联)。图5示出与联接器关联的排出端口(图2中未示出)的布置，并将在下文进行更详细的描述。
双壁管组件2、3通过附连到双壁插槽4上的一体连接凸耳21和熔焊到双壁管组件2、3的连接接头22的电气连接引线20电连接到各端处的双壁插槽4上。因此，单壁管2电连接到双壁管组件2、3的内管壁2和外管壁3，由此提供燃油系统中可靠的管道接地。
图3和4示出根据第二实施例的管和联接器组件，该组件利用固定在双壁管组件任一端的第一实施例的两个联接器1、4，而双壁管组件包括内管壁和外管壁2、3。为了组装构成第二实施例的组件的构件，双壁管组件的外管壁3包括两个相同的外管半挤压件19(如图3的分解图所示)。在第二实施例的管子和联接组件的制造过程中，端部配件1熔焊到内部管壁2上，然后通过将两半管19一起沿其长度焊接并焊接到端配件1而形成外管壁3。然后就能将管子和联接器组件安装到飞机上，其使用通常是使双壁插槽4相对于飞机上的固定结构刚性固定。
根据第二实施例的管子和联接器组件的布置使得双壁管组件2、3可有效地在两刚性安装的双壁插槽4之间自由浮动，并使得在安装之前可调节管子和联接器组件的长度。联接器间隙16取决于两刚性安装的双壁插槽4的间距和管端配件1以及双壁插槽4的内部的形状和构造(见图4)。允许的轴向移动的量等于各端处联接器间隙16的总和。根据所要求的能够接纳的轴向移动的量来选择插槽深度15。在组件任一端的双壁插槽4和双管2、3之间的连接连成每个连接可接纳高达约3度的枢转运动。因此双壁管组件2、3可在制造公差、结构偏差和热效应的所有可预见的组合情况下保持配合在双壁插槽4内。第二实施例的管子和联接器组件可仅通过拆开连接到相邻管或连接件(例如如图2所示的单壁管5)的对开凸缘的螺栓而方便地安装到飞机中的燃油管道系统和从该系统卸除。双壁管的轴向移动的量可主要通过与双壁管的长度相比两双壁插槽4安装时的轴向间距来确定。
泄漏到双管的内管和外管2、3之间区域内的任何流体可以与第一实施例类似的方式通过排出端口从燃油系统排出。图5示出附连到相邻管子5的排出端口27的布置。排出端口27通过排泄孔23接受来自联接器的流体并形成使排泄端口能够连接到小直径排泄系统管子28的管子连接件。排泄端口方便地设置在系统中的最低点。该排泄端口可将泄漏的燃油引导到检查腔，从而可在飞机维修时检测泄漏。
如图6所示的本发明的第三实施例示出促进联接器和管子组件的替代装置。在第二实施例中，使用两个外管半挤压件19来形成双管组件的外管壁3，双管组件的长度比内管壁2长，而第三实施例使用比内管壁2短的单体外管29。为了使内壁和外壁2、29都焊接到端部配件1，形成有在各部件焊接到一起之前可缩回的台阶状套管30。在构成联接器期间，套管30通过将其滑到外管29下面而缩回。然后将内管壁2焊接到端部配件1上。然后通过将套管30滑到外管29上面而移动套管30使其毗邻端部配件1。然后再将套管30焊接到外部管壁29和端部配件1上。
图7示出第四实施例，由此双管端配件1通过螺纹锁紧螺母31和紧固到外部插槽17的对开环32而保持在双壁插槽4内，外部插槽17包括外螺纹33。对开环32的布置形成了用于改变端部配件1和双壁插槽4之间所允许的角度偏差的装置。可根据端部配件1和双壁插槽4之间相对枢转所要求的角度灵活性来选择对开环32的尺寸。该螺母可提供附加的防火保护。
图8示出适于应用在连续双壁管安装件内的应用中第五实施例，在连续双壁管安装件内有两个双壁插槽4a、4b整合到通过其上具有螺栓孔的一体式凸缘35刚性附连到飞机结构(未示出)的单件连接件34上。各插槽4a、4b接纳附连到双壁管组件端部的管端配件1a、1b。然后燃油管安装件包括由双壁联接器34连结的连续的双壁管，各具有安装到各端的端部配件。这种安装件可提供用于内部管2a、2b和内部联接器17的泄漏容积。
图9示出用于单壁管安装件中应用的第六实施例。在该实施例中，与第一实施例相反，仅单壁管2连接到端部配件1。因此，双管端部配件上不需要具有外部管和排出孔。该实施例包括排出端口27。然后管安装件可包括通过双壁联接器连结的单壁管。当然，这种安装件可提供仅用于内部密封件的泄漏容积。
图10示出本发明第七实施例的局部剖视图，该实施例类似于第一实施例，不同之处在于内部和外部动态O形环密封件9、10不共面。而是密封件沿轴线X彼此间距约为1mm的距离。外部密封件具有60mm的直径。这样，密封件9、10设置成使得(a)从外部密封环10的中心40延伸到外部密封环10的表面上第一点的第一假想线51和(b)从第二密封环10的中心延伸到内部密封环9的外表面上第二点的第二假想线52之间的角度约为2度，第一和第二点选择成使得它们的间距42最小。如果角度较小，密封件沿轴线的间距会较低且联接器的枢转灵活性会更大。
尽管参照特定实施例描述和示出了本发明，但本领域的普通技术人员应当理解本发明可进行很多本文未具体示出的不同的改变。为此，应当参照权利要求书来确定本发明的真实范围。例如，在另一实施例中(未单独说明)，内部管2和外部管3可用诸如碳纤维合成物之类的非金属材料制造、并使用粘合剂连结到双管端配件1。此外，上述排出部分可形成联接器的一部分。。

Claims (16)

1.一种用于连接燃油管的联接器，其中所述燃油管中的至少一个是双壁的，所述联接器包括
管端配件，所述管端配件包括外表面和内表面，
双壁插槽装置，所述双壁插槽装置包括外部插槽和内部轴，所述管端配件至少部分地容纳在所述外部插槽和所述内部轴之间的区域内，
第一密封环，所述第一密封环提供所述管端配件的所述内表面和所述双壁插槽装置的所述内部轴之间的密封，以及
第二密封环，所述第二密封环提供所述管端配件的所述外表面和所述双壁插槽装置的所述外部插槽之间的密封，其中
所述联接器设置成所述管端配件和所述双壁插槽装置能够相对于彼此枢转。
2.如权利要求1所述的联接器，其特征在于，所述第一和第二密封环设置成从所述第二密封环的中心延伸到所述第二密封环的表面上第一点的第一假想线和从所述第二密封环的中心延伸到所述第一密封环的外表面上第二点的第二假想线之间的角度在0至5度之间，所述第一和第二点选择成使得两点的间距最小。
3.如权利要求1或2所述的联接器，其特征在于，所述第一和第二密封环设置成共面。
4.如权利要求1述的联接器，其特征在于，所述管端配件和所述双壁插槽装置能够彼此相向或彼此分开地滑动。
5.如权利要求1所述的联接器，其特征在于，所述管端配件和所述双壁插槽装置能够相对于彼此枢转高达至少+2度或-2度。
6.如权利要求1所述的联接器，其特征在于，所述双壁插槽装置由第一单体部件限定，且所述管端配件由第二单体部件限定。
7.如权利要求1所述的联接器，其特征在于，所述联接器包括其中容纳有所述第一和第二密封环之一的密封凹槽，所述密封凹槽具有Gamah型面。
8.如权利要求1所述的联接器，其特征在于，所述双壁插槽装置和所述管端配件中的至少一个连接到包括内管壁和外管壁的双壁燃油管。
9.如权利要求8所述的联接器，其特征在于，所述联接器通过连接到所述双壁燃油管的所述外管壁的套管连接到所述燃油管。
10.如权利要求8或9所述的联接器，其特征在于，所述双壁插槽装置的所述外部插槽和所述内部轴之间的区域的至少一部分与所述双壁燃油管的所述内管壁和所述外管壁之间的区域的至少一部分流体连通。
11.如权利要求10所述的联接器，其特征在于，通过位于所述第一和第二密封环之间的至少一个孔促进所述双壁插槽装置和所述双壁管之间的流体连通。
12.如权利要求1所述的联接器，其特征在于，所述联接器与用于燃油从所述双壁插槽装置的所述外部插槽和所述内部轴之间的区域排泄的局部排出端口相关联。
13.如权利要求1所述的联接器，通过双壁管连接到如前述权利要求中任一项所述的另一联接器。
14.一种飞机，包括燃油系统，所述燃油系统包括如前述权利要求中任一项所述的至少一个联接器。
15.一种部件套件，适于构造如权利要求1至13中任一项所述的联接器，所述套件包括
双壁插槽装置，以及
管端配件。
16.如权利要求15所述的套件，其特征在于，所述套件还包括所述第一和第二密封环。
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