CN102165238A - 用于伸缩式流体管线组件的电连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流体管线组件，包括第一流体输送管道(12)、第二流体输送管道(14)和滑动接头(22)。该滑动接头包括第一流体输送管段(24)、第二流体输送管段(26)和电连接装置(30)，其中，该第二流体输送管段从第一管段(24)径向向外地定位且至少部分地围绕第一管段，该电连接装置定位在第一和第二流体输送管段(24、26)之间并与第一和第二流体输送管段接触以形成两者之间的电通路。第一和第二流体输送管道(12，14)之间的电阻在两者相对运动期间大体上保持恒定。

Description

用于伸缩式流体管线组件的电连接装置
背景技术
很多工业、汽车和航天应用领域需要在两个部件之间传送流体。举例来说，在某种飞行器中，经常会在两个间隔开的燃料箱之间、或在燃料泵和燃料箱之间、或在燃料箱和发动机之间传送燃料。已经开发出柔性流体输送装置，其在不影响所输送的流体或流体的流动性质的情况下允许在两个配合的部件之间的具有多达六度的正交行程的差异运动。为了提供所需的柔性程度，柔性流体输送组件可包括球型接头、旋转接头、线性滑动或伸缩接头或这些装置的各种组合。不论如何输送流体总会产生静电，这会使具有不同电位的部件之间发生放电或产生“电弧”。在飞行器中，高位放电会影响航空电子装置和其他电敏感装置，并可用作飞行器燃料系统中的点火源。静电通常由所有飞行器的流体输送系统内的电连接系统和输送系统的分立元件进行控制。
在图1所示的一个这样的柔性流体输送装置中，跨接电线提供了跨越电隔离部件的低电阻路径以驱散静电。在本发明的申请人所有并由美国专利申请No.11/203,764公开的另一流体输送装置中提供了一种滑动接头，该滑动接头包括轴向可压缩的传导元件，该传导元件定位成用于建立电隔离管段之间的电通路。
附图说明
需要理解的是，图中部件所示范围代表了范围的一个例子。本领域的技术人员应理解，一个部件可被设计成多个部件，或多个部件可被设计成一个部件。此外，内部部件可作为外部部件实现，反之亦然。
另外，在附图和下文的描述中，在整个附图和说明书中采用相同的附图标记表示相同的部件。附图可能未按比例绘制，为了便于图示说明而将某些部件的比例进行了放大。
图1示出了现有技术中的流体输送装置；
图2示出了根据本发明实施例的流体管线组件；
图3示出了根据本发明实施例的滑动接头，该滑动接头以部分组装的方式示出，可用于图2中的流体管线组件；
图4示出了根据本发明实施例的电连接件，该电连接件可用于图3的滑动接头中；
图5是图3的滑动接头在组装状态下被示出的横截面图；
图6是根据本发明另一实施例的滑动接头的横截面图。
具体实施方式
参照图2，所示流体管线组件10包括第一流体输送管道12和第二流体输送管道14。第一和第二流体输送管道12、14在形状上大体上呈管状，且尺寸配置成使得第一管道12可以在第二管道14内(例如，径向地、旋转地)运动。流体管线组件10从第一端部16延伸到第二端部18。虽然图2中的流体管线组件10是伸缩式流体管线组件，但是并不局限于此，而是可包括其他灵活的配置。
每个端部16、18包括用于将流体管线组件10连接到另一结构(例如燃料箱)的联接器20。需要理解的是，任何类型的联接器20均可连接到端部16和18，包括但不限于凸缘/法兰、螺纹联接器、球接头、快速连接/断开联接器、或其他类型的联接器。此外，联接器20不限于特定的大小，而是可覆盖常规尺寸和非常规尺寸的广大范围。流体输送管道12、14和联接器20可由金属材料构成，例如铝、钛、不锈钢或导电复合材料。需要理解的是，管道和联接器材料不必要局限于此，只要流体管线组件满足给定设备的机械和电气要求即可。
参照图3，流体管线组件10还包括滑动接头22，该滑动接头包括第一流体输送管段24和第二流体输送管段26，该第二流体输送管段从第一流体输送管段24径向向外地定位且至少部分地围绕第一流体输送管段24。可在第一和第二管段24、26之间定位至少一个支承件28(例如，聚合物材料、金属材料、或填有金属粉末的聚合物材料的复合物(a combination ofpolymeric material powered metal filled))和密封件30(例如，O形密封件、方形密封件、T形密封件、弹性赋能的U形密封件)，以分别有助于两者之间的运动和防止两者之间的流体泄露。
在第一和第二流体输送管段24、26之间还定位有电连接装置30，该电连接装置与第一和第二流体输送管段接触以形成两者之间的电通路。在一个实施例中，电连接装置30包括至少一个悬臂式的、总体上有弹性的电连接件32。与流体输送管道12、14一样，电连接件32可由金属材料构成，例如弹簧回火合金或弹簧回火不锈钢；然而需要理解的是，所述材料并不局限于此，只要该材料也满足给定设备的机械和电气要求即可(例如弹簧回火导电聚合物材料)。
在本发明的实施例中，电连接件32接纳在第一和第二管道12、14其中之一的轴向延伸的沟槽34内。当包含在外部的管道14中时，沟槽34设置在管道14的内表面36中，当包含在内部的管道12中时，沟槽34设置在管道12的外表面38中。当管道12插入管道14中以形成滑动接头22时，电连接件32接合邻近的管道并在沟槽34内受压以电连接否则将被电隔离的管道12、14。
在本发明的实施例中，电连接装置30包括一定数量(N)的电连接件32，数量(N)由第一和第二管道12、14之间所需的电连接电阻决定。第一和第二管道12、14之间的总电阻大体上取决于：i)第一和第二管道12、14和电连接件32采用的材料的电阻率；ii)第一和第二管道12、14与电连接件32之间的接触表面积；iii)第一和第二管道12、14与电连接件32之间的接触力；及iv)第一和第二管道12、14和电连接件32的形状和尺寸。可修改这些参数中的任一个或全部以获得所需的电连接电阻。大体上来说，增加电连接件32的数量(N)将减小第一和第二管道12、14之间测量到的电阻。
参照图4和图5中的实施例，电连接件32的第一端部包括突出部40，该突出部40接纳在位于沟槽34中的相应的容纳部42中，以阻止电连接件32在沟槽34内的轴向运动。在组装流体管线组件10之前，电连接件32的大体上椭圆形的悬臂部分44从外表面38或内表面36向外延伸预定的距离。这个距离会影响压缩量，并因此影响管道12、14和电连接件32的接合面之间的接触力。连接件32的远端46可向外远离沟槽34的内表面扭转，以便于组装期间当连接件32径向受压时在沟槽34内的轴向运动。虽然部分44在所说明的实施例中显示为大体上椭圆形的外形，但是该部分44可包括增大或减小管道12、14与电连接件32之间的接触表面积的其他外形。
在图3所示的流体管线组件配置中，三个电连接件32大约呈120°间隔开，以维持管道12、14的同心性和平衡管道12、14之间的力。在采用至少两个支承件28以分开管道12、14并支承管道12、14之间的运动的应用场合，可以只使用一个电连接件32。
参照图6，根据本发明另一个实施例的滑动接头包括电连接件132，该电连接件132接纳在第一和第二管道12、14其中之一的轴向延伸的沟槽134中。在管道12、14的另一个中包含第二轴向沟槽135，以接纳电连接件132的悬臂部分144。当将管道12插入管道14内以形成滑动接头22时，电连接件132接合邻近的管道并在沟槽134中受压直到其接纳在沟槽135内，借此，其部分地被解压以接合沟槽135的内表面。沟槽135为电连接件132提供了轴向延伸的固定路径，并基本上防止了一个管道12、14相对于另一个的旋转。当在管道12、14相对于彼此轴向运动期间要求第一和第二管道12、14保持在基本相同的径向取向的应用场合，图6所示的实施例特别有用。
在美国专利申请No.11/203,764公开的装置中，弹性可压缩的传导元件可在管道的相对运动期间轴向受压，增加传导元件和相配合的部件之间的接触力，并因此减小两者间的电阻。相比之下，在管道12相对于管道14轴向或旋转运动期间，电连接件32的压缩以及因此管道12、14和连接件32之间的电阻大体上保持恒定。进一步与美国专利申请No.11/203,764中公开的装置相比，电连接装置30需要较少空间并能根据受压的连接件32施加到邻近管道上的力的大小而防止管道12、14之间的相对旋转。此外，通过在固定的包络设计中增加或减少电连接件32可使管道之间的电阻更好地适应于给定的应用场合。
通过上文所述的实施例已经详细显示和描述了本发明，这些实施例只说明了用于实现本发明的最好方式。本领域的技术人员需要理解的是，在不偏离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下，在实施本发明时可采用本文描述的本发明的实施例的各种替换方案。应理解，所附权利要求限定了本发明的范围并涵盖了这些权利要求范围内的方法和设备及其等同方案。本发明的说明书应理解成包括本文描述的元素的所有新颖的和非显而易见的组合，并且在本申请或随后的申请中可针对这些元素的任何新颖的和非显而易见的组合提交权利要求。此外，上文所述的实施例是说明性的，单个特征或元素对于本申请或随后的申请所可能要求保护的所有可能的组合而言不是都必要的。

Claims (14)

1.一种流体管线组件10，包括：
第一流体输送管道12；
第二流体输送管道14；和
滑动接头22，该滑动接头包括第一流体输送管段24、第二流体输送管段26和电连接装置30，所述电连接装置30定位在所述第一和第二流体输送管段24、26之间并与所述第一和第二流体输送管段24、26接触以形成两者之间的电通路，其中，所述第一和第二流体输送管道12、14之间的电阻在两者相对运动期间大体上保持恒定。
2.根据权利要求1所述的流体管线组件，其特征在于，所述第一和第二流体输送管道12、14在形状上大体上呈管状且尺寸配置成使得所述第一管道12在所述第二管道14内运动。
3.根据权利要求1所述的流体管线组件，其特征在于，所述流体管线组件从第一端部16延伸到第二端部18，所述端部16、18分别包括一联接器20。
4.根据权利要求1所述的流体管线组件，其特征在于，所述滑动接头22包括定位在所述第一和第二管段24、26之间的支承件28和密封件30至少其中之一，以分别有助于两者之间的运动和防止两者之间的流体泄露。
5.根据权利要求1所述的流体管线组件，其特征在于，所述电连接装置30包括至少一个总体上有弹性的电连接件32。
6.根据权利要求5所述的流体管线组件，其特征在于，所述电连接件32接纳在所述第一和第二管道12、14其中之一的轴向延伸的沟槽34中。
7.根据权利要求5所述的流体管线组件，其特征在于，所述电连接装置30包含一定数量(N)的电连接件32。
8.根据权利要求7所述的流体管线组件，其特征在于，所述数量(N)由所述第一和第二管道12、14之间所需的电连接电阻决定。
9.根据权利要求6所述的流体管线组件，其特征在于，所述电连接件32的第一端部包括突出部40，该突出部接纳在所述沟槽34中的相应的容纳部42中，以阻止所述电连接件32在所述沟槽34内的轴向运动。
10.根据权利要求5所述的流体管线组件，其特征在于，所述电连接件32包括大体上呈椭圆形的悬臂部分44。
11.根据权利要求5所述的流体管线组件，其特征在于，所述电连接装置30包括三个大约呈120°间隔开的电连接件32，以维持管道12、14的同心性和平衡所述管道12、14之间的力。
12.根据权利要求5所述的流体管线组件，其特征在于，所述电连接件32接纳在所述第一和第二管道12、14其中之一的第一轴向延伸的沟槽134中、并延伸进入位于第一和第二管道12、14的另一个中的第二沟槽135，所述第二沟槽135为电连接件132提供了轴向延伸的固定路径，以基本上防止一个管道12、14相对于另一个旋转。
13.一种流体管线组件10，包括：
第一流体输送管道12；
第二流体输送管道14；和
滑动接头22，该滑动接头包括第一流体输送管段24、第二流体输送管段26和电连接装置30，所述第二流体输送管段从所述第一管段径向向外地定位，所述电连接装置定位在所述第一和第二流体输送管段24、26之间并与所述第一和第二流体输送管段24、26接触以形成两者之间的电通路，所述电连接装置30包括在所述第一和第二流体输送管段24、26之间受压的至少一个总体上有弹性的电连接件32，其中，所述第一和第二流体输送管道之间的电阻和所述电连接件的压缩在两者相对运动期间大体上保持恒定。
14.一种流体管线组件10，包括：
第一流体输送管道12；
第二流体输送管道14；和
滑动接头22，该滑动接头包括第一流体输送管段24、第二流体输送管段26和电连接装置30，所述第二流体输送管段从所述第一管段径向向外地定位且至少部分地围绕所述第一管段，所述电连接装置定位在所述第一和第二流体输送管段24、26之间并与所述第一和第二流体输送管段24、26接触以形成两者之间的电通路，所述电连接装置30包括至少一个悬臂式的、总体上有弹性的电连接件32，所述电连接件接纳在第一和第二管道12、14其中之一的轴向延伸的沟槽34、134、135中且在所述第一和第二流体输送管段24、26之间受压，其中，所述第一和第二流体输送管道之间的电阻和所述电连接件的压缩在两者相对运动期间大体上保持恒定。
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