CN109921201A - 具有非金属导电垫圈的耦合器 - Google Patents

具有非金属导电垫圈的耦合器 Download PDF

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Abstract

本发明题为“具有非金属导电垫圈的耦合器”。本发明提供了一种耦合器，该耦合器用于连接第一流体输送构件和第二流体输送构件，其包括第一耦合器半部、第二耦合器半部和导电垫圈。在实施方案中，第一耦合器半部和第二耦合器半部中的至少一者包括环形沟槽，该环形沟槽被构造为接收导电垫圈的至少一部分；导电垫圈包括非金属材料，第一耦合器半部和第二耦合器半部被构造为连接且周向地围绕第一流体输送构件和第二流体输送构件的部分，并且导电垫圈提供从耦合器的第一端部至耦合器的第二端部的导电路径的一部分，并且可为从第一流体输送构件至第二流体输送构件的导电路径的一部分。本发明还公开了非金属导电垫圈的实施方案以及制备耦合器组件的方法。

Description

具有非金属导电垫圈的耦合器
技术领域
本公开整体涉及耦合组件和耦合器，该耦合器用于连接流体输送构件或导管，包括具有非金属导电垫圈的耦合器。
背景技术
下面列出了该背景说明，仅用于提供上下文。因此，该背景说明的任何方面，就其不以其他方式作为现有技术而言，既未明确地也未隐含地被承认为针对本即时公开的现有技术。
耦合器用于在流体输送系统中连接流体输送构件，诸如管或导管。流体输送系统通常包括连接在一起的管，以使流体移动通过该管。如本文所用，“流体”可包括任何数量的液体和/或气体。流体输送系统可用于例如在车辆内输送任何数量的流体，包括但不限于汽车或飞机。例如，已经开发出无螺纹耦合器以在整个飞机中连接承载燃料和其他流体的导管或燃料管线。
此类耦合器和大部分子部件常常由金属诸如铝或钢制成。传统的耦合器采用金属部件来满足导电性要求，诸如与燃料管线应用结合使用。对于输送燃料的流体输送构件，可认为该设计可充分耗散可能在耦合的输送构件的绝缘部分之间积聚的静电荷。也就是说，由塑料和/或金属材料构成的燃料管易受静电荷积聚的影响。燃料管上的静电荷的积聚可由多种不同的因素造成，所述因素包括但不限于流体流动通过燃料管。当静电荷积聚在燃料管的表面上时，燃料管容易或易受静电荷的放电影响。因此，一些常规的解决方案可涉及使用电子跳线或键合跳线，这可提供耦合构件之间的导电连接。
质轻、包含较少部件、提供高效组装和使用且不牺牲性能，包括处理电荷转移的耦合器备受关注。
期望有解决或消除当前耦合器的一个或多个难题或缺点的解决方案/选择。上述讨论仅用于举例说明本领域的示例，并且不应被认为是对范围的否定。
发明内容
一种耦合器，该耦合器用于连接第一流体输送构件和第二流体输送构件，包括第一耦合器半部、第二耦合器半部和导电垫圈。在实施方案中，第一耦合器半部和第二耦合器半部中的至少一者包括环形沟槽，该环形沟槽被构造为接收导电垫圈的至少一部分；导电垫圈包括非金属材料，第一耦合器半部和第二耦合器半部被构造为连接且周向地围绕第一流体输送构件和第二流体输送构件的部分，并且导电垫圈提供从耦合器的第一端部至耦合器的第二端部的导电路径的一部分，并且可为从第一流体输送构件至第二流体输送构件的导电路径的一部分。本发明还公开了非金属导电垫圈的实施方案以及制备耦合器组件的方法。
通过阅读以下描述并且通过查看附图，本公开的实施方案的上述和其他方面、特征、细节、实用程序和/或优点将变得明显。
附图说明
图1为根据本公开的教导内容大体示出耦合器的实施方案的透视图。
图2为如图1大体示出的耦合器的侧正视图。
图3为如图1大体示出的耦合器的另一侧正视图。
图4为如图1大体示出的耦合器的顶部平面图。
图5为诸如图1大体示出的耦合器的实施方案的侧正视图，其显示为处于具有两个流体输送构件的部分的打开构型。
图5A为根据本公开的教导内容的耦合器的实施方案的分解图。
图6为诸如图1大体示出的耦合器的实施方案的横截面侧正视图，其显示为处于具有两个流体输送构件的部分的接合构型。
图7A和7B为根据本公开的教导内容的耦合器半部的实施方案的透视图。
图8A和8B为根据本公开的教导内容的一对导电垫圈的实施方案的透视图。
图9A为根据本公开的教导内容的耦合器半部和导电垫圈的实施方案的一部分的透视图。
图9B为图9A中大体示出的耦合器半部和导电垫圈的一部分的放大视图。
图10为图9A和9B中大体示出的类型的导电垫圈的实施方案的一部分的透视图。
图11为诸如在图9B中大体示出的耦合器半部的实施方案的一部分的透视图，其显示为不具有导电垫圈。
图12为根据本公开的教导内容的耦合器的实施方案的横截面图示，其大体示出了跨耦合器的导电路径。
具体实施方式
现在将更详细地参考本公开的实施方案，其示例在本文中描述并在附图中示出。虽然将结合实施方案和/或示例描述本公开，但应当理解，它们并非旨在将本公开限制于这些实施方案和/或示例。相反，本公开旨在涵盖替代方案、修改和等同物。
在图1-4中大体示出了可用于连接流体输送构件的耦合器10的实施方案。在实施方案中，如图所示，耦合器10可以是同心滑动翻盖式耦合器，其可包括诸如经由铰链接合或连接的一对耦合器半部。
如图1和2大体所示，耦合器10的实施方案可包括两个耦合器半部20、30，其可连接并经由闩锁40保持处于连接构型。图3大体示出了可接合或连接耦合器半部的铰链(或铰链组件)50的实施方案。图4大体示出了具有闩锁40和铰链50的耦合器10的实施方案的顶部平面视图。
图5大体示出了诸如在图1-4中大体示出的耦合器10的实施方案，其显示为处于部分分离或打开构型。图5A大体示出了与耦合器的实施方案相关联的部件的分解图。图示的耦合器10可用于连接两个流体输送构件100、200的部分。图6大体示出了根据本公开的耦合器10的实施方案，其显示为在连接或闭合构型中连接两个流体输送构件100、200。
参考图7A和7B，分别示出了第一耦合器半部20和第二耦合器半部30的实施方案。如图大体所示，耦合器半部20、30中的每一者的内部周向部分可包括环形沟槽，诸如通常由20a和20b(在第一耦合器半部20中)以及30a和30b(在第二耦合器半部30中)命名。在实施方案中，第一耦合器半部20的环形沟槽20a可对应于第二耦合器构件30的环形沟槽30a，以形成基本上连续的环形沟槽。以类似的方式，第一耦合器半部20的环形沟槽20b可对应于第二耦合器构件30的环形沟槽30b。环形沟槽可在耦合器半部的相对边缘处或围绕相对边缘来提供或设置。例如，环形沟槽20a和30a可围绕耦合器10的第一端部来提供，并且环形沟槽30a和30b可围绕耦合器10的第二端部来提供。根据实施方案，耦合器半部20、30的部分可被构造为接合并捕集或保持在与相关联的流体输送构件100、200结合使用时所提供的环形凸缘。
在实施方案中，一个或多个孔60可包括并提供在第一耦合器半部20和第二耦合器半部20的部分周围。除其他目的外，此类孔60可使得减少材料，同时提供相对于流体输送构件的部分及其连接的视图。
图8A根据本公开大体示出了可用于与耦合器10连接的一对导电垫圈70a、70b的实施方案。在此类实施方案中(其可称为“四件式”垫圈设计)，导电垫圈70a可包括两个分开区段70a'和70a"，并且这两个区段可例如分别至少部分地设置在环形沟槽20a和30a内。类似地，两个分开区段70b'和70b"可例如分别至少部分地设置在环形沟槽20b和30b内。在实施方案中，分开区段的一个端部可被定位成与处于打开构型的耦合器10的一部分重合。
图8B大体示出了一对导电垫圈70a和70b(其可称为“两件式”垫圈设计)的另一个实施方案。相对于例示的实施方案而言，一对导电垫圈70a和70b中的每一者可仅在一个部分或位置处分开(或分离)。在此类实施方案中，导电垫圈70a可与环形沟槽20a和30a两者结合使用，并且导电垫圈70b可与环形沟槽20b和30b两者结合使用。在实施方案中，与每个导电垫圈70a、70b相关联的分开或分离可被定位成与处于打开构型的耦合器10的部分重合。
在实施方案中，导电垫圈可以是非金属的并且可包括导电材料。在实施方案中，导电垫圈可以是可提供与预期表面紧密压缩接触的压缩型垫圈，该表面可例如包括但不限于输送构件的非套圈表面。根据实施方案，非金属导电垫圈可由橡胶、弹性体材料、或橡胶和弹性体材料构成。根据实施方案，非金属导电垫圈可包括足够量的碳、碳纳米管和/或一个或多个各种其他导电填料。对于一些实施方案，导电垫圈可由复合材料构成，其可包括足够量的碳以允许材料满足导电性要求。非限制地，导电垫圈的实施方案可由导电橡胶弹性体构成和/或可由浸渍导电纤维或填料构成。在实施方案中，导电垫圈可由填充有镀银铝的氟硅橡胶构成。此外，根据实施方案，耦合器半部可以是复合材料，其可包括足够量的碳、碳纳米管和/或一个或多个其他导电填料，该材料的示例以商标名Victrex PEEK90HMF40商购获得。
虽然结合附图通常示出了两个导电垫圈，但可利用仅一个导电垫圈，或者甚至使用多于两个导电垫圈。此外，在耦合器的不同实施方案中，可提供具有分开但彼此抬高或有效接合的端部的一个或多个导电垫圈。在其他实施方案中，一个或多个导电垫圈可提供连续区段，该连续区段相对于耦合器的圆周延伸至多约350度(或更大)。
图9A大体示出了包括第一导电垫圈70a和第二导电垫圈70b的耦合器半部(例如，20)的实施方案，该第一导电垫圈在耦合器半部的第一端部与环形沟槽(例如20a)连接，并且第二导电垫圈在耦合器半部的第二端部与环形沟槽(例如20b)连接。图9B示出了图9A中所示的耦合器的一部分的放大视图。如图9A中大体所示(以及也如图9B中部分地所示)，导电垫圈70a、70b的一部分(例如，部分80)可径向向内延伸超过耦合器半部20的相关联的环形沟槽20a、20b的内部径向部分/范围。导电垫圈70a、70b的径向向内延伸超过相关联的环形沟槽的内部径向部分/范围的部分(例如，部分80)可被构造为接触流体输送构件(例如，环形凸缘)的一部分。此外，由导电垫圈提供的此类接触的量可足以提供从耦合器半部至相关联的流体输送构件的导电路径(或桥接器)。具有导电垫圈的构型可尤其提供介于相关联的流体输送构件和相关联的耦合器半部之间的导电路径。
导电垫圈70a的一部分的实施方案在图9中大体示出。导电垫圈的例示的实施方案被示为具有两个整体部分-径向内部部分80和径向外部部分82。在大体所示的实施方案中，例如且非限制地，径向内部部分80可具有大致三角形的横截面形状，并且径向外部部分82可具有大致矩形的横截面形状。然而，本领域的技术人员将容易理解，本发明的概念不限于具有如图所示形状和构型的导电垫圈，并且该概念可使用具有各种其他尺寸、形状和构型的导电垫圈。例如且非限制性地，导电垫圈可具有大致椭圆形形状的横截面。在实施方案中，诸如图9A和9B中所示，导电垫圈70a的径向外部部分82可基本填充相关联的环形沟槽20a的相关联的横截面积。图11大体示出了耦合器半部20的实施方案的一部分，诸如在图9B中大体所示，其示出为具有环形沟槽20a并且不具有导电垫圈。
在本公开的实施方案中，导电垫圈70能够以各种方式设置并且保持与耦合器半部的环形沟槽连接。例如且非限制性地，导电垫圈(或其部分)例如70a可被提供在耦合器半部例如20a的环形沟槽内。在一些实施方案中，导电垫圈可按压配合(例如，按压配合在两个或三个侧面上)。在其他实施方案中，导电垫圈可通过某种形式的机械构造或机械附接件或装置来被机械地固定。在其他实施方案中，导电垫圈可由导电剂固定，该导电剂可包括粘结剂和/或胶水。在其他实施方案中，可使用前述构型或方法中的一者或多者来固定或保持导电垫圈。
在本公开的方法的实施方案中，由于导电垫圈不必为连续的(即，当导电垫圈可具有一个或多个分开部或包括分离区段时)，导电垫圈可在耦合器半部与输送构件接合且连接之前连接到耦合器半部(至少部分设置在耦合器半部的一个或多个相关联的环形沟槽中的部分内)。具有可为耦合器的一部分的导电垫圈的此类构型可与O型环的连接形成对比，该O型环通常在使用耦合器将一个输送构件连接到另一个输送构件之前连接到输送构件之上或连接到输送构件的端部(例如，输送构件上的套圈中)。
图12为耦合器的实施方案的一部分的横截面图示，其大体示出了跨耦合器和耦合组件(包括耦合器和耦合的输送构件100、200)的导电路径。如图12大体所示，输送构件100可包括部分102，输送构件200可包括部分202，并且部分102和202两者可由耦合器半部20的一部分保持和/或保持在其中(诸如当耦合器的耦合器半部处于闭合构型中时)。如图大体所示，第一导电垫圈70a的一部分可在耦合器半部20的第一端部处提供在环形沟槽20a中，并且第二导电垫圈70b的一部分可在耦合器半部20的第二端部处提供在环形沟槽20b中。在实施方案中，导电垫圈70a、70b不纵向延伸超过耦合器10的纵向范围。此外，还如图12大体所示，导电垫圈的一部分(例如，径向外部部分820(参见例如图9)可被设置成提供与输送构件100、200的表面的紧密压缩接触。输送构件100、200的此类表面可以是沿与此类输送构件100、200相关联的套圈纵向提供的表面。
此外，在实施方案中，耦合组件可包括一个或多个密封件(诸如O型环90)和/或套筒92(其可以是环形的并且可在耦合器半部20的一部分和流体输送构件100、200的部分(例如，部分102和/或202)之间提供。O型环90可被包括并且可提供密封的示例在图12中示出，其中O型环90包括在套圈(径向延伸的大致U形部分)内，该套圈在输送构件100、200的端部处或围绕该端部来提供。此类O型环90可以是基本上连续的(没有分隔的完整的360度)，可在耦合器10连接到输送构件100、200之前在套圈中提供，并且可被构造为在连接的部件之间提供密封，和/或可不提供预期导电路径或不为预期导电路径的一部分。
根据实施方案，如由图9中所示的流向箭头(箭头F1至F7)大体所示，可在耦合器(和耦合组件)上提供导电路径。在所示路径中，电荷可从第一流体输送构件100的一部分102通过第一导电垫圈70a、通过耦合器半部20、通过第二导电垫圈70b耗散到第二流体输送构件200的一部分202上。通过此类构型，静电荷可例如从一个流体输送构件传导到另一个/连接的流体输送构件。
本文描述了各种设备、系统和/或方法的各种实施方案。众多具体细节被阐述以便提供对说明书中描述的和附图中所示的实施方案的总体结构、功能、制造和使用的全面理解。然而，本领域的技术人员应当理解，可在没有此类具体细节的情况下实施所述实施方案。在其他实例中，熟知的操作、部件和元件未被详细描述以便不使本说明书中所描述的实施方案晦涩难懂。本领域的普通技术人员将理解，本文描述和示出的实施方案是非限制性示例，因此应当理解，本文所公开的具体结构和功能细节可为代表性的，并且不一定限制实施方案的范围。
在整个说明书参考“各种实施方案，”“根据实施方案，”“在实施方案中，”或“实施方案，”等，意味着结合实施方案所描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方案中。因此，在整个说明书中的地方出现的短语“在各种实施方案中，”“根据实施方案，”“在实施方案中，”或“实施方案，”等并非都指同一实施方案。此外，特定特征、结构，或特性可在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。因此，结合一个实施方案/示例所示或所述的具体特征、结构或特性可整体或部分地与一个或多个其他实施方案/示例的特征、结构、功能和/或特性组合，但为非限制性地，前提条件是此类组合不是不合乎逻辑的或不是非功能性的。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，可作出许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的教导内容。
应当理解，提及单个元件并非为限制性的，并且可包括一个或多个此类元件。任何指向性引用(例如，加、减、上部、下部、向上、向下、左、右、向左、向右、顶部、底部、上面、下面、竖直、水平、顺时针和逆时针)仅被用于识别目的以帮助读者理解本公开，并且不进行限制，尤其是针对实施方案的位置、取向或用途的限制。
接合处引用(例如，附接、耦合、连接等)应被理解为广义的，并且可包括元件的连接部和元件之间的相对运动之间的中间构件。因此，接合处引用并非意味着两个元件直接连接/耦合并且彼此固定。本说明书中的“例如”的使用应被理解为广义的，并且用于提供本公开的实施方案的非限制性示例，并且本公开不限于此类示例。“和”和“或”的使用应被理解为广义的(例如，当作“和/或”)。例如且非限制性地，“和”的使用不一定需要列出所有元件或特征，并且“或”的使用旨在包括端值在内，除非此类构造不符合逻辑。
虽然流程、系统和方法可在本文中结合特定顺序的一个或多个步骤来描述，但应当该理解的，此类方法可以不同顺序的步骤来实施，其中某些步骤可同时执行，某些步骤可增加，和/或某些所述步骤可省略。
旨在将上文中所述或附图中所示一切解释为仅示例性的而非限制性的。可在不脱离本公开的情况下对细节或结构作出改变。

Claims (22)

1.一种耦合器，所述耦合器用于连接第一流体输送构件和第二流体输送构件，所述耦合器包括：
第一耦合器半部；
第二耦合器半部；和
导电垫圈，所述导电垫圈包括非金属材料；
其中所述第一耦合器半部和所述第二耦合器半部中的至少一者包括环形沟槽，所述环形沟槽被构造为接收所述导电垫圈的至少一部分；所述第一耦合器半部和所述第二耦合器半部被构造为连接且
周向地围绕所述第一流体输送构件和所述第二流体输送构件的部分；
并且所述导电垫圈提供从所述耦合器的第一端部至所述耦合器的第二端部的导电路径的一部分。
2.根据权利要求1所述的耦合器，包括铰链，所述铰链被构造为连接所述第一耦合器半部和所述第二耦合器半部。
3.根据权利要求1所述的耦合器，包括闩锁，所述闩锁被构造为连接所述第一耦合器半部和所述第二耦合器半部。
4.根据权利要求1所述的耦合器，其中所述第一耦合器半部和所述第二耦合器半部由导电复合材料或金属构成。
5.根据权利要求1所述的耦合器，其中所述第一耦合器半部和所述第二耦合器半部各自包括环形沟槽，所述环形沟槽被构造为接收所述导电垫圈的至少一部分。
6.根据权利要求1所述的耦合器，包括第一导电垫圈和第二导电垫圈，所述第一导电垫圈在所述耦合器的所述第一端部处或围绕所述第一端部来提供，所述第二导电垫圈在所述耦合器的所述第二端部处或围绕所述第二端部来提供。
7.根据权利要求6所述的耦合器，其中所述第一导电垫圈被构造为接触所述第一流体输送构件的一部分，以提供从所述第一流体输送构件至所述耦合器的所述第一端部的第一导电路径，并且所述第二导电垫圈被构造为接触所述第二流体输送构件的一部分，以提供从所述耦合器的所述第二端部至所述第二流体输送构件的第二导电路径。
8.根据权利要求6所述的耦合器，其中所述第一导电垫圈和所述第二导电垫圈中的至少一者由多个分开的区段构成。
9.根据权利要求6所述的耦合器，其中所述第一导电垫圈和所述第二导电垫圈各自由多个分开的区段构成。
10.根据权利要求1所述的耦合器，其中所述导电垫圈由橡胶、弹性体材料、或橡胶和弹性体材料构成。
11.根据权利要求10所述的耦合器，其中所述导电垫圈包括导电纤维或填料。
12.根据权利要求1所述的耦合器，其中所述导电垫圈由碳构成。
13.根据权利要求1所述的耦合器，其中所述导电垫圈具有被构造为适配在所述耦合器的沟槽内的一部分以及从所述沟槽径向向内延伸的一部分。
14.根据权利要求1所述的耦合器，其中所述导电垫圈具有被构造为适配在所述耦合器的沟槽内的大致正方形或矩形的部分，以及从所述沟槽径向向内延伸的大致三角形的接触部分。
15.根据权利要求1所述的耦合器，其中所述导电垫圈机械地附接或连接到所述耦合器。
16.根据权利要求1所述的耦合器，其中所述导电垫圈经由导电剂附接或连接到所述耦合器。
17.根据权利要求16所述的耦合器，其中所述导电剂包括粘接剂或胶水。
18.一种导电垫圈，所述导电垫圈用于翻盖式耦合器，所述导电垫圈包括：
被构造为适配在耦合器半部的沟槽内的一部分；和
从所述耦合器半部的所述沟槽径向向内延伸的一部分；
其中所述导电垫圈包括非金属材料，并且所述导电垫圈提供跨所述耦合器的导电路径的至少一部分。
19.根据权利要求18所述的导电垫圈，其中所述导电垫圈的被构造为适配在所述耦合器半部的沟槽内的所述部分具有大致正方形或矩形的横截面形状，并且从所述耦合器半部的所述沟槽径向向内延伸的所述部分具有大致三角形的横截面形状。
20.根据权利要求18所述的耦合器，其中所述导电垫圈由橡胶、弹性体材料、或橡胶和弹性体材料构成。
21.根据权利要求18所述的耦合器，其中所述导电垫圈由碳构成。
22.根据权利要求18所述的耦合器，其中所述导电垫圈包括导电纤维或填料。
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