CN111327005A

CN111327005A - 电线密封组件

Info

Publication number: CN111327005A
Application number: CN201911282982.7A
Authority: CN
Inventors: 塞缪尔·罗伯特·哈撒韦
Original assignee: GE Aviation Systems LLC
Current assignee: GE Aviation Systems LLC
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-06-23
Also published as: EP3667847A1; US20200194981A1

Abstract

一种用于电线密封组件的方法和设备，该电线密封组件可包括具有第一表面和第二表面的本体，其中密封通道延伸通过本体从第一面到第二面并包括第一锥形部分。可以在密封通道内提供密封件，该密封件具有第二锥形部分，第二锥形部分与第一锥形部分重叠并限定导线通道。保持器将密封件压缩地保持在密封通道中，以围绕穿过导线通道的导线压缩密封件。

Description

电线密封组件

技术领域

本公开涉及一种用于线密封组件的方法和设备，并且更具体地涉及压缩地密封穿过线通道的线。

背景技术

当代飞行器使用航空电子设备以控制其他电气部件中用于飞行飞行器的各种设备和操作。通常，电气部件需要压接引脚连接器以电气或通信地联接分离的电气部件。有时，这些连接器会在连接器处遭受流体泄漏，这可能会污染本地电气部件。

为了流体密封这样的连接，一种选择包括可以例如用胶或环氧树脂形成在连接器周围的大的气密密封件，其是大而笨重的，并且可能难以去除。可选地，可以提供填充物以填充在线之间以密封线。但是，这种填充物不可拆卸，任何检查或维护都需要更换连接器。

附加选择包括索环或隔膜。然而，这些选择通常需要切割或绞接线，这导致更大的损坏或断开连接的风险。此外，这些类型的密封件可能无法在一定压力下密封。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种电线密封组件，其包括：基座，该基座具有相对的第一表面和第二表面，其中密封通道在第一表面和第二表面之间延伸，并且密封通道具有第一锥形部分；密封件，该密封件至少部分地位于密封通道内并具有第二锥形部分，第二锥形部分与第一锥形部分轴向重叠并限定线通道；保持器，该保持器将密封件压缩地保持到基座，以向密封件施加轴向力，以从第一锥形部分产生反作用压缩力，从而围绕穿过线通道的线压缩密封件。

附图说明

在附图中：

图1是根据本文描述的各个方面的具有航空电子机箱的飞行器的立体图，该航空电子机箱具有电气部件。

图2是图1的航空电子机箱的放大的局部分解立体图，为了清楚起见，移去了盖并且包括电线密封组件。

图3是图2的电线密封组件的分解图。

图4是图3的部分组装的电线密封组件的截面视图，其中紧固件将保持器联接到航空电子机箱。

图5是图4的完成的电线密封组件的截面视图。

图6是用于图2的航空电子机箱中的替代电线密封组件的截面视图。

具体实施方式

本公开的方面涉及一种改进的电线密封组件，该电线密封组件在线处提供了流体密封，并且提供了易于拆卸，检查和重新组装以及减小的尺寸和重量。包括电气部件的航空电子设备以及其他发动机部件不断地受到消散飞行器环境中增加的热量产生过程中产生的热的挑战，这可能需要使用局部液体或流体进行散热，这可能需要改进电气组件内的密封。另外，传感器或其他电气元件可能设置在可污染的位置(例如在燃料箱或油管中的那些位置)，需要在这些位置内进行密封。

尽管该描述将大致涉及飞行器内的航空电子机箱，但是应当理解，电线密封组件可适用于多种元件或实施方式，诸如任何电子机箱，电子部件，马达(诸如在飞行器发动机中或不在飞行器中的那些)，或者使用压接引脚连接器的任何其他电气组件。因此，本文所述的电线密封组件也将在其他需要密封电气连接的环境(例如非飞行器，陆地或其他环境，以及任何其他电气环境)中具有适用性。

虽然将描述“一组”各种元件，但是应理解，“一组”可包括任何数量的相应元件，包括仅一个元件。另外，所有方向参考(例如，径向，轴向，上方，下方，向上，向下，左，右，侧向，前，后，顶部，底部，上，下，竖直，水平，顺时针，逆时针)仅用于识别目的，以帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是关于其位置，取向或用途的限制。除非另有说明，否则连接参考(例如，附接，联接，连接和接合)将被广义地解释，并且可包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对移动。这样，连接参考不一定推断两个元件直接连接并且彼此固定的关系。示例性附图仅出于说明的目的，并且所附附图中反映的尺寸，位置，顺序和相对大小可以变化。

图1示意性地示出了具有机载航空电子机箱12(以虚线示出)的飞行器10，该机载航空电子机箱12容纳用于飞行器10的操作的航空电子设备，电子器件，电气部件或航空电子部件。航空电子机箱12容纳各种航空电子元件，并保护它们免受污染物，电磁干扰(EMI)，射频干扰(RFI)，振动等。尽管在商用客机中示出，但是航空电子机箱12可用于任何类型的飞行器，例如但不限于固定翼，旋转翼，火箭，商业飞行器，个人飞行器和军用飞行器，以及任何需要类似保护的运载器。航空电子机箱12可以位于飞行器内的任何地方，而不仅是如图所示的机头。此外，本公开的方面不仅限于飞行器方面，并且可以包括在其他移动和固定构造中。非限制性示例移动构造可以包括基于地面的，基于水的或附加的基于空中的运载器。此外，本公开的各方面不限于航空电子机箱，而是形成飞行器电气连接或利用压接引脚电气连接器的任何部分。更进一步地，电气连接可以是在油湿腔中(诸如在发动机上的电动机或发电机内)形成的那些，其中期望将电气连接器相对于湿腔密封。

图2示出了根据本公开的方面的航空电子机箱12，其中前盖42被移除。航空电子机箱12包括机箱壳体16，机箱壳体16限定机箱12的内部18和外部19。航空电子机箱12可以包括机箱框架34，机箱框架34具有顶盖36，底壁38，后壁40以及相对的侧壁44、46，统称为壁。框架34可进一步包括前述的可选择性移除的前盖42，当移除时，该前盖42提供对航空电子机箱12的内部18的进入，并且当与框架34联接或安装时，部分地限制对内部18的进入。侧壁44、46可包括内表面48和外表面50。如图所示，一组散热元件(例如鳍片58)可以从侧壁44、46的外表面50突出。虽然示出了散热鳍片58，但是侧壁44、46可以利用许多散热元件或散热构造，以去除或消散由航空电子机箱12或在航空电子机箱12内产生的热量或由航空电子机箱12存储的热量的至少一部分。

航空电子机箱12还可包括一组导热卡轨20，该组导热卡轨20在内部18内并由侧壁44、46的内表面48支撑。该组卡轨20可在相对的侧壁44、46上间隔开的内表面48上水平对准，以在其间限定有效的卡槽21(用虚线表示)，用于接收可操作的航空电子系统卡23的至少一部分。尽管仅示出了单个航空电子系统卡23，但是航空电子机箱12可以被构造为容纳，支撑或包括一组航空电子系统卡23。

可移除的前盖42可以被选择或构造为包括一组盖开口47，其可以与相应的一组航空电子系统卡23对准，使得当前盖42与框架32联接或安装时，航空电子系统卡23的至少一部分可以从航空电子机箱12的内部18延伸到外部19。换句话说，可以选择或构造航空电子机箱12或航空电子系统卡23，使得航空电子系统卡23的至少一部分可以延伸通过机箱12或前盖42中的相应开口47或孔口。从这个意义上讲，开口47的尺寸，形状，外形或轮廓可以设置成与航空电子系统卡23的至少一部分对准或相对应。虽然示出了航空电子系统卡23延伸通过前盖42中的开口47，但是可以包括本公开的方面，其中选择，设计或构造了航空电子系统卡23，使得卡23的至少一部分延伸超出或超过由航空电子机箱12，前盖42，侧壁44、46，框架34或其边界的组合限定的物理或参考平面。

航空电子机箱12进一步示出为包括从机箱壳体16延伸的一组安装脚22，以便借助于螺栓或其他常规紧固件将航空电子机箱12安装至飞行器10。此外，安装脚22可以用作将航空电子机箱接地到飞行器10的框架的电接地。尽管在该示例中示出了安装脚22，但是航空电子机箱12可以与许多类型的附接机构一起使用。

可以将一根或多根电线60设置在航空电子机箱12中或外部。电线60可以利用设置在航空电子机箱12的侧壁44上的电线密封组件62密封。虽然显示在侧壁44上，但是电线密封组件62可以设置在沿航空电子机箱12或沿任何其他发动机部件或电气部件的任何地方。尽管本文的讨论将针对电线60，但应理解，电线密封组件62可以简单地是密封组件，并且可以密封除线或电线以外的其他东西，例如延伸通过部件壁的管，导管或其他元件。

现在参考图3，电线密封组件62从图2的航空电子机箱12的侧壁44的一部分分解，该侧壁44可以限定用于接收线60和电线密封组件62的基座64。基座64可包括相对的第一表面66和第二表面68。在航空电子机箱12的侧壁44中提供限定密封通道70的孔口，该孔口具有在第一表面66处的入口72和在第二表面68处的出口74，其可以相对于航空电子机箱12的内部被限定，例如，尽管可以切换该特定布置。密封通道70在从入口72朝向出口74的方向上包括减小的横截面面积，使得密封通道70朝向出口74会聚以限定密封通道70的第一锥形部分76。

电线密封组件62包括密封件80，保持器82和一组紧固件84。密封件80可以包括具有第一端88和第二端90的本体86，其中侧壁92在第一端88和第二端90之间延伸。第一端88可包括比第二端90更大的横截面面积，使得密封件80包括至少部分地在第一端88和第二端90之间延伸的会聚几何形状，以限定第二锥形部分98。例如，第二锥形部分98可以具有与第一锥形部分76的锥形互补的锥形。形成为通过密封件80的孔口的线通道94可延伸通过本体86，其中在本体86中设置的狭缝96从线通道94延伸到侧壁92。密封件80可以由任何合适的可压缩材料(例如橡胶或聚合物)制成，而优选的材料是抵抗随时间退化的材料。以此方式，密封件80具有可压缩的结构，从而允许绕线通道94压缩。尽管仅示出了一个狭缝96，但是可以考虑任何合适数量的狭缝以及任何数量的线通道94。优选地，在使密封件80接收多根线的情况下，它将包括多个线通道94，每个线通道具有专用的狭缝96，可以预期的是，单个狭缝或线孔口可以与多根线一起使用。

例如，示出为示例性板的保持器82可以是具有内部端子边缘100和外部端子边缘102的环形构件，其中在保持器82中设置有一组紧固件孔口104。虽然示出为四个紧固件孔口104，但是可以考虑任何合适数量的紧固件孔口以将保持器82固定到基座64。该组紧固件84可以与保持器82中的该组紧固件孔口104互补。另外，可以设想用于保持器82的替代形状，使得保持器82可以用于紧固至基座64以将密封件80固定在密封通道70内。

现在参考图4，示出了部分地设置在密封通道70中的密封件80的截面视图。线60延伸通过线通道94，密封件80放松地设置在线60周围。替代地，可以预期，线通道94的尺寸定为略小于线60，以提供对通过线通道94插入的线60的压缩。紧固件84可以插入到保持器82中的紧固件孔口104中，以将保持器82固定到基座64中的附加紧固件孔口106。密封件80插入密封通道70中提供了第二锥形部分98至少部分地接收在第一锥形部分76内，同时设想被完全接收。紧固件84可以将保持器82固定到第一表面66，可以提供由箭头110表示的轴向力，以在密封通道70内压缩密封件80。虽然示出为使用紧固件将保持器82联接至基座64，但是应当理解，在非限制性示例中，可以想到其他附接方式，例如螺纹连接，焊接或粘合剂。

密封件80的尺寸可以比密封通道70稍大，使得将密封件80插入密封通道70中必然需要在密封通道70的第一锥形部分76和密封件80的第二锥形部分98的交汇处压缩密封件80。

现在参考图5，所示的保持器82联接到基座64，从而在密封通道70内压缩密封件80。由于密封件80略大于密封通道70，因此密封件向内压缩，因为来自固定器82的轴向力110产生反作用压缩力，如箭头112所示。反作用压缩力112在朝向线通道94的方向上，抵靠穿过密封件80中的线通道94的线60进行压缩密封。

与其他当前方法相反，本文所述的电线密封组件62提供了围绕电线或在电连接附近的更简单的密封件。锥形部分的使用提供了将轴向压力转换为径向或向内压缩，以抵靠延伸通过电线组件62的线进行密封。这种密封件允许围绕线密封，而无需通用于其它电气密封件的线的绞接。此外，电线组件更小且更简单，这提供了更少的零件，更少的复杂性，降低的成本以及更小的总重量，这在航空实施方式中可能是至关重要的。

现在参考图6，在例如图2的航空电子机箱12内的电气部件144的基座142的安装位置的横截面中示出了替代的电线密封组件140。基座142可包括作为具有入口148和出口150的密封通道146的孔口。密封通道146可包括第一锥形部分152，该第一锥形部分152沿着密封通道146的至少一部分在从入口148朝向出口150的方向上具有减小的横截面面积。另外，密封通道包括第一笔直部分154，该第一笔直部分154在第一锥形部分和入口148之间具有恒定的横截面面积。

电线密封组件140可包括索环或密封件160和保持器162。保持器162可以基本上类似于图3-5的保持器82，但是被示出为焊接到基座142，而不是使用一个或多个紧固件来固定。在非限制性示例中，可以考虑将保持器162紧固到基座142的任何替代方式，例如焊接，紧固或粘合剂。密封件160可包括狭缝，类似于图3的密封件80的狭缝96，但是在图6的横截面视图中不可见，从而允许将一根或多根线164插入密封件160到线通道166中。密封件160包括第二锥形部分156和第二笔直部分158，这可以与密封通道146的第一锥形部分152和第一笔直部分154互补，而密封件160的尺寸可以稍宽于或大于密封通道146的尺寸。

将保持器162紧固至基座142会压缩密封通道146内的密封件160，如箭头170所示作为轴向力170。轴向力170向内推密封件160，其中第二锥形部分156抵接第一锥形部分152。这种压缩170导致向内压缩，作为在第一锥形部分152处的密封件160的反作用压缩力172，如箭头172所示。密封件160的向内压缩提供了密封件160抵靠线164的压缩，以密封线164。

在具有第一锥形部分76、152的部件12的密封通道70、146内将一组线60、164与线密封组件62、140联接的方法可包括：将该组线60，164插入通过密封件80，160中的狭缝96到密封件80，160内的线通道94，166；抵靠密封通道70、146的第一锥形部分76、152压缩密封件80、160的第二锥形部分98、156，以产生反作用压缩力，以抵靠线60、164压缩密封件80、160。该方法可以进一步包括将保持器82、162紧固到部件以将密封件80、160压缩到密封通道70、146中。

本文所述的部件可以通过增材制造(例如3D打印，直接金属激光熔化，直接金属激光烧结或电铸)来形成，同时可以考虑其他制造方法。

如本文所述的电线密封组件60在部件内提供了密封接合，该密封接合可以被密封以防止气体，液体或其他物质通过线通道泄漏。电线密封组件60利用压缩的索环来围绕每根线密封，以防止通过线通道的泄漏。此外，电线密封组件60提供较小的尺寸，这提供减小的封装和减小的占用空间，这在航空电子应用中常见的紧密电子实施方式中非常重要。此外，较小的尺寸提供了更小的总重量，这可以改进飞行器实施方式中的特定燃料消耗。

电线密封组件60还提供了改进的简便性。典型的非密封连接器具有很小的范围，在该很小的范围中非密封连接器能够相对于元件密封，并且在横跨连接器上仅提供适度的压力梯度的情况下，就可造成线损坏或泄漏。本电线密封组件60中的密封件提供了横跨很大范围的压力梯度的密封，并且可以减小线应力。此外，典型的电连接器需要将线绞接或需要隔膜，这容易使压力升高。本电线密封组件60提供了可靠的密封，同时易于拆卸和重新组装。本电线密封组件60提供容易移除以用于维护和检查的，并且可以多次使用。

除了上述附图中所示的构造之外，本公开还考虑了许多其他可能的构造。在尚未描述的范围内，各个方面的不同特征和结构可以根据需要与其他方面组合使用。不能在所有方面中示出的一个特征并不意味着解释其不能有，而是为了描述简洁。因此，不管是否明确地描述了新方面，都可以根据需要混合和匹配不同方面的各种特征以形成新方面。本文所描述的特征的组合或置换被本公开覆盖。

本书面描述使用示例来公开本发明的各个方面，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明的各个方面，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。

本发明的其他方面由以下条项的主题提供：

1.一种电线密封组件，包括：基座，该基座具有相对的第一表面和第二表面，其中密封通道在第一表面和第二表面之间延伸，并且密封通道具有第一锥形部分；密封件，该密封件至少部分地位于密封通道内并具有第二锥形部分，第二锥形部分与第一锥形部分轴向重叠并限定线通道；保持器，该保持器将密封件压缩地保持到基座，以向密封件施加轴向力，以从第一锥形部分产生反作用压缩力，从而围绕穿过线通道的线压缩密封件。

2.根据前述条项中任一项所述的电线密封组件，其中密封件由可压缩的材料制成。

3.根据前述条项中任一项所述的电线密封组件，其中密封件具有可压缩的结构。

4.根据前述条项中任一项所述的电线密封组件，其中基座和保持器具有互补的紧固件孔口，并且至少一个紧固件能够用于将保持器压缩地保持到基座。

5.根据前述条项中任一项所述的电线密封组件，其中第一锥形部分和第二锥形部分具有互补的锥形。

6.根据前述条项中任一项所述的电线密封组件，其中第二锥形部分被接收在第一锥形部分内。

7.根据前述条项中任一项所述的电线密封组件，其中当保持器被压缩地保持到基座时，第二锥形部分完全被接收在第一锥形部分内。

8.根据前述条项中任一项所述的电线密封组件，其中密封通道具有除了第一锥形部分之外的第一笔直部分。

9.根据前述条项中任一项所述的电线密封组件，其中第二锥形部分的尺寸被设定为接收在第一笔直部分中。

10.根据前述条项中任一项所述的电线密封组件，其中密封件具有第二笔直部分，该第二笔直部分的尺寸被设定为接收在第一笔直部分内。

11.根据前述条项中任一项所述的电线密封组件，其中密封件具有多个线通道。

12.一种密封组件，包括：基座，该基座具有延伸通过基座的孔口，其中孔口具有第一锥形部分；密封件，该密封件包括位于孔口内的通道并具有第二锥形部分，第二锥形部分与第一锥形部分部分地轴向重叠；保持器，该保持器将密封件压缩地保持到基座，以向密封件施加轴向力，以将密封件压缩到基座的孔口中。

13.根据前述条项中任一项所述的密封组件，其中密封件的第二锥形部分大于孔口的第一锥形部分，使得保持器的轴向力导致密封件通过第一锥形部分朝向通道压缩。

14.根据前述条项中任一项所述的密封组件，其中第二锥形部分至少部分地接收在第一锥形部分内。

15.根据前述条项中任一项所述的密封组件，其中当保持器被压缩地保持到基座时，第二锥形部分完全被接收在第一锥形部分内。

16.根据前述条项中任一项所述的密封组件，其中孔口具有除了第一锥形部分之外的第一笔直部分。

17.根据前述条项中任一项所述的密封组件，其中密封件具有第二笔直部分，该第二笔直部分的尺寸被设定为接收在第一笔直部分内。

18.根据前述条项中任一项所述的密封组件，其中密封件具有多个通道。

19.一种在具有第一锥形部分的部件的密封通道内利用线密封组件密封一组线的方法，该方法包括：将该组线通过密封件中的狭缝插入密封件内的线通道；抵靠密封通道的第一锥形部分压缩密封件的第二锥形部分，以产生反作用压缩力，以抵靠该组线压缩密封件。

20.根据前述条项中任一项所述的方法，进一步包括将保持器紧固到部件，以将密封件压缩到密封通道中。

Claims

1.一种电线密封组件，其特征在于，包括：

基座，所述基座具有相对的第一表面和第二表面，其中密封通道在所述第一表面和所述第二表面之间延伸，并且所述密封通道具有第一锥形部分；

密封件，所述密封件至少部分地位于所述密封通道内并具有第二锥形部分，所述第二锥形部分与所述第一锥形部分轴向重叠并限定线通道；和

保持器，所述保持器将所述密封件压缩地保持到所述基座，以向所述密封件施加轴向力，以从所述第一锥形部分产生反作用压缩力，从而围绕穿过所述线通道的线压缩所述密封件。

2.根据权利要求1所述的电线密封组件，其特征在于，其中所述密封件由可压缩的材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的电线密封组件，其特征在于，其中所述密封件具有可压缩的结构。

4.根据权利要求1或2所述的电线密封组件，其特征在于，其中所述基座和所述保持器具有互补的紧固件孔口，并且至少一个紧固件能够用于将所述保持器压缩地保持到所述基座。

5.根据权利要求1或2所述的电线密封组件，其特征在于，其中所述第一锥形部分和所述第二锥形部分具有互补的锥形。

6.根据权利要求1或2所述的电线密封组件，其特征在于，其中所述第二锥形部分被接收在所述第一锥形部分内。

7.根据权利要求6所述的电线密封组件，其特征在于，其中当所述保持器被压缩地保持到所述基座时，所述第二锥形部分完全被接收在所述第一锥形部分内。

8.根据权利要求1或2所述的电线密封组件，其特征在于，其中所述密封通道具有除了所述第一锥形部分之外的第一笔直部分。

9.根据权利要求8所述的电线密封组件，其特征在于，其中所述第二锥形部分的尺寸被设定为接收在所述第一笔直部分中。

10.根据权利要求1或2所述的电线密封组件，其特征在于，其中所述密封件具有多个线通道。